Задачи по гидравлике. Гидравлика Вариант №2. Задача 4 Исходные данные На водопроводной трубе установлен манометр, который показывает давление p ман

• Название: Задача 4 Исходные данные На водопроводной трубе установлен манометр, который показывает давление p ман
• Анкор: Задачи по гидравлике
• Дата: 28.11.2021
• Размер: 126.62 Kb.
• Имя файла: Гидравлика Вариант №2.docx
• Тип: Задача; #284794

ЗАДАЧА № 4
Исходные данные

На водопроводной трубе установлен манометр, который показывает давление p_ман= 2,0 кгс/см². Какой пьезометрической высоте соответствует это давление и чему равно полное давление в трубе в единицах СИ?
Решение.

Полное давление в жидкости p равно сумме внешнего давления на жидкость p_o и давления веса столба жидкости p_ж, то есть
,

где h— высота столба жидкости над точкой (глубина её погружения);

р₀ = р_атм 10⁵ Па
В нашем случае:



где γ – удельный вес воды, 10 = 10000 Н/м³

Полное давление:


Ответ: h = 20 м, р = 3,0·10⁵ Па

ЗАДАЧА № 5
Исходные данные

Определить силу, действующую на горизонтальный люк диаметром 1 метр, расположенный на глубине h =2, м от поверхности воды в днище открытого резервуара.

Решение.





h



Определим силу по формуле:



Давление на днище резервуара:



Площадь люка:




Ответ: F = 15,7 кН
ЗАДАЧА № 6
Исходные данные

Найти полное и избыточное давления в точке дна открытого резервуара, наполненного водой, если глубина воды в нём равна h = 4м.


р_атм

Решение.
Полное давление в жидкости p равно сумме внешнего давления на жидкость p_o и давления веса столба жидкости p_ж(избыточного), то есть:

,

где h — высота столба жидкости над точкой (глубина её погружения);

р₀ = р_атм 10⁵ Па (внешнее давление принимаем равное атмосферному)
Избыточное давление:



где ρ = 1000 кг/м³ – плотность воды

Полное давление:


Ответ: р = 140000 Па, р_изб = 40000 Па

ЗАДАЧА № 7
Исходные данные

Резервуар с круглым днищем диаметром d = 3,0 м и с вертикальными стенками вы­сотой 4 метра вкопан в землю на всю высоту. Уровень грунтовых вод располагается на глубине h = 2,0 м от поверхности земли. Собственный вес резервуара равен G = 50 кН. Проверить резервуар на всплытие.

Решение.

Составим рисунок:

h = 2,0 м



4 м




Для проверки резервуара на всплытие воспользуемся законом Архимеда:

Закон Архимеда о подъёмной (архимедовой) силе F_n, действующей на погруженное в жидкость тело, имеет вид
,
где V_m— объём жидкости, вытесненной телом.

Для всплытия резервуара должно выполняться условие:










Ответ: резервуар не всплывет.

ЗАДАЧА № 8
Исходные данные

Днище открытого бака с водой находится на расстоянии h₁ = 7 м, над поверхностью земли. Глубина воды в баке равна h₂ = 1,5 м. Найти гидростатический напор относительно поверхности земли для точки, находящейся на глубине h₃ = 0,5 м от уровня воды в баке.



h₃= 0,5м




h₂= 1,5м





Н

h₁= 7 м




Решение.
Гидростатический напор определим по формуле:


_{где z - геометрический напор или высота точки над нулевой горизонтальной плоскостью отсчета напора.}


Ответ: Н = 8,5 м

ЗАДАЧА № 9
Исходные данные

На горизонтальной водопроводной трубе установлен манометр, показывающий давление p_ман= 3 кгс/см². Определить гидростатический напор в трубе относительно её оси (радиусом трубы пренебречь).
Решение.
Гидростатический напор



p_ман= 6 кгс/см²= 3·10⁵ Па;

ρ = 1000 кг/м³ - плотность жидкости


Ответ: Н = 30 м

Литература

1. 
   Методические указания к работе.
   
2. 
   Примеры расчетов по гидравлике. Под ред. А.Д. Альтшуля. Учеб. пособие для вузов. М., Стройиздат, 1977. 255 с.
   
3. 
   Штеренлихт, Д.В. Гидравлика / Д.В. Штеренлихт. – СПб: Изд. Лань, 2015. -656 с.