Гидравлика

Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет

Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский морской технический университет
Заочный факультет
Гидромеханика
Методические указания по выполнению контрольных заданий
и лабораторных работ, программа курса и контрольные задания
Санкт-Петербург
2000

Стоимость одной готовой задачи составляет 150 руб
Готовы следующие задачи:
Вариант 0, задачи 1, 3, 5
Вариант 1, задачи 2, 4, 6
Вариант 2, задачи 1, 3, 5
Вариант 3, задачи 1, 2, 3, 4, 5, 6
Вариант 4, задачи 1, 2, 3, 4, 5, 6
Вариант 5, задачи 1, 2, 3, 4, 5, 6

Готовые задачи

Вариант 0
Задача 1
Чему равна плотность масла, если в маслоотстойнике (рис.3) высота осевшей воды h1 = 0,2м, высота уровня масла h2 = 1,4м, а уровень воды в пьезометрической трубке h=1,2м.
Задача 3
Пренебрегая скоростью опускания уровня в баке (рисунок 1.1), определить напор Н, при котором в расходящемся насадке при истечении через него воды начнется кавитация, если D/d = 2, а давление насыщенных паров pн = 2000Па. Указать, в каком месте насадка раньше всего начнется кавитация и почему.
Задача 5
Определить, на какой высоте Н1 находится поверхность воды в вертикальном открытом патрубке – пьезометре, если коэффициент сопротивления входа в трубу из бака ζвх = 0.5, а коэффициент сопротивления трения трубопровода λ = 0.03 . Построить линии полного напора и пьезометрическую. H = 3м; l = 10м; d = 50мм. Потери энергии потока от его взаимодействия с жидкостью в пьезометре в месте его присоединения к трубопроводу не учитывать.

Вариант 1
Задача 2
Выполнить кинематическое исследование течения. Построить эпюру распределения скорости вдоль оси y и вычислить значение относительной скорости угловой деформации в точке с координатами x=1; y=2.
Задача 4
Определить скорость буксировки модели надводного судна, выполненной в масштабе 1:16, если натура имеет длину LH = 100м, а скорость 20 уз. Вычислить числа Фруда и Рейнольдса модели и натуры и найти соотношение избыточных гидродинамических давлений в сходственных точках модели и натуры.
Задача 6
Считая плотность воды в 800 раз больше плотности воздуха, а кинематический коэффициент вязкости в 10 раз меньше, чем у воздуха, определить соотношение скоростей и сопротивлений трения пластины при одинаковом коэффициенте сопротивления.

Вариант 2
Задача 1
Почему поршни одинаковой массы m, нижние поверхности которых находятся в одной горизонтальной плоскости (рисунок 1.1), будут стремиться к перемещению из этого положения? На сколько и в каком направлении переместится каждый поршень? Плотность жидкости ρ, диаметры поршней d и D.
Задача 3
Найти скорость течения воды на оси трубы, если показания ртутного манометра, подсоединенного к скоростной трубке полного напора 1 и статическому отверстию 2 равно hM = 300мм. (рис.3.1)
Задача 5
Определить перепад давлений на участке трубопровода диаметром d=100мм междк сечениями 1 и 2, схематически показанного на рисунке 5.1, если по нему перекачивается вода с расходом Q=20 л/с. Коэффициент сопротивления колена ζк = 1,2, коэффициент сопротивления трения трубопровода λ = 0,02, l = 10м, H = 2м. Построить линии полного, пьезометрического и геометрического напоров (показать качественный вид).

Вариант 3
Задача 1
Определить величину и направление равнодействующей сил избыточного давления со стороны воды на скулу танкера АВ длиной ΔL=5м при осадке Т=8м, радиус скулы r=2м.
Задача 2
Выполнить кинематическое исследование течения. Вычислить значение относительной скорости угловой деформации жидкой частицы в точке с координатами x=0; y=1.
Задача 3
На рис. показана эпюра распределения коэффициента давления вдоль образующей тела вращения при обтекании в направлении его оси. Определить избыточные гидродинамические давления и местные скорости в точках А, В, С в случае движения тела в воде со скоростью v¬¬0 = 10м/с. Рассчитать скорость v0к, при которой на теле начнется кавитация при его движении под свободной поверхностью воды вдоль оси на глубине 10м, если давление на свободной поверхности ра= 760мм рт.ст., а давление насыщенных паров 3000Па.
Задача 4
В аэродинамической трубе со скоростью потока в рабочей области vM = 60м/с испытывается модель судна с работающими гребными винтами. Определить число оборотов гребных винтов модели если число оборотов гребных винтов судна составляет nН = 300 об/мин при скорости хода vН = 15м/с. Масштаб модели 1:25.
Задача 5
Чему равен расход воды в трубопроводе, если высота жидкости в пьезометре H=0,5м, коэффициент сопротивления трения трубопровода λ = 0.04, l = 10м; d = 50мм. Вода вытекает в атмосферу.
Задача 6
Вычислить подъемную силу и сопротивление крыла с площадью в плане S=4м2 при движении в воздухе, если его качество К=15, а коэффициент подъемной силы Сy = 1,2. Скорость движения крыла v=60м/с.

Вариант 4
Задача 1
Полый шар радиуса r = 5см, целиком заполненный ртутью, состоит из двух полушарий, скрепленных между собой фланцевым соединением на болтах (см. рис.). Верхнее полушарие, к которому подходит трубка с ртутью, жестко укреплено на фундаменте. Вычислить усилия растягивающие и срезывающие болты фланцевого соединения при уровне ртути в открытой трубке H=10см.
Задача 2
Выполнить кинематическое исследование течения. Найти величину ускорения жидкой частицы в точке с координатами x=-1; y=-3.
Задача 3
Вода вытекает через отверстие в тонкой стенке бака в атмосферу. Пренебрегая изменением уровня жидкости в баке (рисунок 3.1), определить напор скорость истечения воды из бака, если избыточное давление над поверхностью воды в баке pб = 30кПа, Н=3м.
Задача 4
Определить сопротивление шара диаметром d=0,5м, буксируемого в воде с постоянной скоростью vн = 5м/с. Считать коэффициент сопротивления Сх = 0,4 при Re < 3•105 и Сх = 0,2 при Re > 3•105.
Задача 5
В открытый бак поступает вода в количестве Q = 8л/с и сливается по вертикальному трубопроводу диаметром d = 50мм и длиной l = 2м с краном. Определить, уровень воды в баке H, если коэффициент сопротивления входа в трубу из бака ζвх = 0.5, а коэффициент сопротивления крана ζкр = 2,0. Построить диаграмму Бернулли.
Задача 6
Чему равно сопротивление крыла, движущегося в воде со скоростью 10м/с, если при испытании его в модели в масштабе 1:10 с площадью в плане S=0,5м2 в аэродинамической трубе при скорости потока 65м/с с натурным углом атаки были получены подъемная сила Ry = 300Н и качество К=12?

Вариант 5
Задача 1
Полый шар радиуса r = 5см, целиком заполненный ртутью, состоит из двух полушарий, скрепленных между собой фланцевым соединением на болтах (см. рис.). Нижнее полушарие, к которому подходит трубка с ртутью, жестко укреплено на фундаменте. Вычислить усилия растягивающие и срезывающие болты фланцевого соединения при уровне ртути в открытой трубке H=10см.
Задача 2
Выполнить кинематическое исследование течения. Вычислить относительные скорости деформаций частицы в точке с координатами x=1; y=1.
Задача 3
Между двумя круглыми параллельными пластинами диаметром D=1м имеет место радиальное течение. Расстояние между пластинами δ = 0,1м. Жидкость(вода) с расходом Q = 0,3м3/с поступает через центральное отверстие в нижней пластине и выливается в атмосферу на периферии. Диаметр входного отверстия d = 0,2м. Найти перепад давлений p1 – p2 между входным и выходным сечениями.
Задача 4
На парашюте диаметром D=2м сбрасывается груз массой M=100кг. Определить скорость установившегося спуска у поверхности земли, принимая коэффициент сопротивления купола по данным продувки полусферы Сх = 1,4.
Задача 5
Определить силу R, которую нужно приложить к поршню диаметром D=90мм, чтобы подавать в напорный бак воду с расходом 2 л/с. При этом L=10м, H=2м, d=10мм, р0 = 110кПа, коэффициент сопротивления входа в трубу из цилиндра вх = 0,3; коэффициент сопротивления выхода из трубы в бак вых = 1,0; коэффициент сопротивления крана кр =0,1. Скоростью жидкости в цилиндре и трением поршня пренебречь. Построить линии полного напора и пьезометрическую.
Задача 6
Крыло с площадью в плане S=10м2 движется в воде со скоростью v=20уз.Чему равны сопротивление, подъемная сила и качество при критическом угле атаки, если Cy = 1,38; Cx=0,183?

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу: