Гидравлика

Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра гидравлики
Гидравлика
Учебное пособие для выполнения расчетно-графических и контрольных работ для студентов СПБГАСУ строительных специальностей
Составитель: к.т.н., доцент В.А. Романенко
Санкт-Петербург 2008

РГР1

Задание 1-1.
В закрытьм резервуаре находится вода, с высотой слоя h1 = (20 + 2y + 3z) см и другая жидкость с высотой слоя h2 = (15 + 4y + 2z) см и относительной плотностью δ = (0.6 + 0.1y + 0.02z). Определить показание манометра, присоединенного к верхней части резервуара, если ртутный пьезометр, присоединенный к днищу резервуара, показывает h = (10 + y + 2z) см. рт. ст. Уровень ртути ниже дна резервуара на величину а = 0.5м.

Задание2-1.
В закрытом резервуаре находится жидкость, с относительной силой тяжести δ = (0.7 + 0.02y + 0.05z), на поверхности которой поддерживается постоянное давление р0. Определить показание закрытого пьезометра h1, при отсутствии в нем воздуха, если в открытом пьезометре, сообщающемся с атмосферой, уровень жидкости находится ниже уровня той же жидкости в резервуаре на величину h2 = (40 + 5y + 6z) см. Барометрическое давление воздуха принять эквивалентным В = (720 + 2у + 3z) мм. рт. ст.

Задание3-1.
Затвор прямоугольной формы высотой a = (0.5 + 0.1y)м и шириной b = (1.2 + 0.1y + 0.2z)м выдерживает давление воды, глубина которой с одной стороны составляет Н1 = (4 + 0.2y + 0.1z)м, а с другой - Н2 = (1.4 + 0.5y + 0.2z)м. Пренебрегая силой тяжести затвора и трением в шарнире, определить необходимое для открытия затвора усилие Т, действующее под углом α = (45 + 3z)° к горизонту.

Задание 4-1.
Труба диаметром d = (100 + 100z) мм закрыта затвором, расположенным под углом α = (45 + 3z)° к горизонту и установлена в резервуаре, заполненном жидкостью с относительной силой тяжести δ = (0.8 + 0.2y + 0.1z) на глубине H = (0.8 + 0.1y) м. Пренебрегая трением в шарнире и силой тяжести затвора, определить необходимое для этого подъема усилие.

Задание 5-1.
Цилиндрический затвор диаметром d = (0.8 + 0.1y + 0.2z)м и длиной l = (2 + 0.6z) м выдерживает одностороннее давление воды, глубина которой равна диаметру затвора. Определить силу давления воды, а также точку ее приложения на затвор. Построить эпюру давления.

Задание 6-1.
В трубопроводе диаметром d1 установлен расходомер с диаметром горловины d2. Определить теоретический объемный и весовой расход жидкости с относительной силой тяжести δ = (0.7 + 0.02y) при движении ее через расходомер если разность показаний пьезометров составляет h = (120 + 5y + 20z) см.

Задание 7-1.
Из закрытого резервуара при постоянном напоре Н = (0.7 + 0.1y) м вод.ст. вытекает вода через внутренний и внешний цилиндрические насадки, имеющие одинаковые диаметры d = (40 + 2z) мм, расположенные на одном уровне. Разность расходов при истечении через насадки составляет ΔQ = (2 + 0.2y) л/с. Определить расходы воды вытекающей отдельно через внутренний и внешний цилиндрические насадки, а также абсолютное давление на поверхности жидкости, если при этом атмосферное давление принять равным pатм = 0.1МПа.

Задание 8-1.
Из закрытого резервуара через внешний цилиндрический насадок и отверстие в тонкой стенке вытекает одинаковое количество воды. Насадок расположен выше отверстия на величину а = (0.1 + 0.1z) м и находится на глубине Н = (1.5 + 0.12z)м. Диаметр отверстия и насадка d = (30 + 5y) мм. Определить абсолютное давление на поверхности воды в резервуаре и расход жидкости при истечении через насадок или отверстие при установившемся движении, принимая атмосферное давление равным ратм = 0.1 МПа.

Задание 9-1.
Из закрытого резервуара по системе горизонтально расположенных труб вытекает вода в атмосферу. Ось расположена на глубине Н = (2.2 + 0.3z) м. Трубопровод составлен из труб диаметром d1 и d2, соответственно, длиной l1 = (40 + 4y + 3z) м и l2 = (25 + 5y + 4z) м. Избыточное давление на свободной поверхности воды в резервуаре равно p0 = (0.2 + 0.02y) МПа. На расстоянии 0.5l2 от выходного сечения трубопровода установлена задвижка, коэффициент сопротивления которой  = (2+0.2y). С учетом всех сопротивлений определить расход воды, вытекающей из трубопровода, а также потери напора по длине и местные. Построить напорную и пьезометрическую линию в масштабах: горизонтальном 1:500 или крупнее, вертикальном 1:100 или крупнее.

Готовы следующие варианты: 01, 34, 36, 38, 89, 94.

Дата выполнения: 20/11/2009

РГР2

Задача 1-2
Из пункта А, расположенного на отметке ▼А=(43+2y)м, вода подаётся по стальным трубам в п. Е с отметкой ▼Е=(38+2z)м и п.F с отметкой ▼F=(45+y)м. Длины труб: l1=(600+10y)м, l2=(700+10z)м, l3=(800+20y)м, l4=(500+20z)м, l5=(400+20z)м. Узловые расходы: Qb=(20+2y)л/с, Qd=(30+2z)л/с, Qf=(40+3y)л/с, Qe=(20+5z)л/с. На участке ВС имеет место путевой расход Qпут=(50+2y)л/с. Свободный напор в пункте Е Нe=(17+2z)м, в пункте F Нf==(50+2y)м. Определить диаметр трубопроводов на всех участках и напор насоса в п. А, если предельная скорость воды в трубопроводах не превышает 1,0 м/с.

Задача 2-2
Определить ширину трапециидального канала по дну при следующих данных: расход Q = (5+0,1y) м3/с ; глубина воды в канале h = (1+0,1z) м; коэффициент шероховатости облицовки канала n = (0,020+0,001y); уклон дна канала i = (0,0005 + 0,000001z); коэффициент заложения откосов m = (1 + 0,01y)

Задача 3-2
Определить глубину воды в трапециидальном канале, соответствующем гидравлически наивыгоднейшей форме, если ширина канала b, заложение откосов m, уклон дна канала i, коэффициент шероховатости облицовки канала n, расход Q.

Задача 4-2
Через водослив с тонкой стенкой, высотой Р и шириной b, требуется пропустить расход воды Q. Каким должен быть напор над гребнем водослива.

Задача 5-2
Определить диаметр простого совершенного колодца для откачки воды с расходом Q, если мощность водоносного пласта Н, радиус влияния колодца R, глубина воды в колодце h, коэффициент фильтрации грунта K.