Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Гидравлика

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Российской Федерации
Петербургский государственный университет путей сообщения (ПГУПС-ЛИИЖТ)
Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»
Индивидуальные задания по гидравлике и гидрологии
с методическими указаниями для студентов дистанционной формы обучения
специальности 271501.65 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей»
(специализации МТ, Т, СЖД, СЖУ).
Санкт-Петербург
2013

Стоимость выполнения работы по гидравлике на заказ 1800 руб.

Задача 1
Закрытый резервуар (рис. 1) заполнен жидкостью. Заданы плотность жидкости , избыточное гидростатическое давление на поверхности p₀, а также размеры «H» и «h».
Требуется определить:
1. Пьезометрическую высоту h_p для точки подключения пьезометра (трубки).
2. Давление в точке подключения пьезометра p_м.
3. Абсолютное и избыточное гидростатическое давление на дне резервуара.
4. Построить эпюру избыточного гидростатического давления на стенку АВ.

Задача 2
Круглый горизонтальный резервуар (рис. 3), имеющий диаметр D и длину L, заполнен жидкостью, плотность которой ρ. Манометр, установленный на уровне верхней образующей, показывает избыточное давление p.
Требуется определить:
1. Горизонтальную силу Р_х, действующую на левую торцевую грань резервуара.
2. Расстояние, на которое отстоит линия действия горизонтальной силы от оси резервуара (эксцентриситет).
3. Вертикальную силу Р_z, действующую на верхнюю половину резервуара.

Задача 3
Вода в количестве Q л/с забирается насосом из берегового колодца А, который соединен с водоемом Б самотечной трубой длиной c l и диаметром d_c (рис. 5). Длина всасывающей трубы l_вс = l₁ + l₂, ее диаметр d_вс. Средняя высота выступов на внутренней поверхности стенок труб (шероховатость) Δ_с=0,5 мм; Δ_вс= 0,25 мм. Коэффициент местного сопротивления сетки самотечной трубы ζ_с=5; коэффициент местного сопротивления на выход из самотечной трубы ζ_вых=1; сетки с обратным клапаном всасывающей трубы ζ_кл=3, колена всасывающей трубы ζ_к=0,3. Допускаемый вакуум в трубопроводе перед входом в насос h_вак=6,8 м.
Определить:
1. Превышение уровня воды в водоёме над уровнем воды в приёмном резервуаре z;
2. Максимально допустимую высоту расположения оси насоса над уровнем воды в колодце h_н;
3. Построить напорную и пьезометрическую линии для самотечной трубы.
Примечание: 1) скоростями движения воды в сечениях на свободной поверхности воды в водоеме и в колодце следует пренебречь. 2) Температура воды t = 10^оС.

Задача 4
Определить расход воды Q, проходящей через водоспускную трубу в бетонной плотине, если напор над центром трубы H, диаметр трубы d, длина l (Рис. 7).

Задача 5
Дано: канал симметричного трапецеидального сечения, заложение откосов «m», ширина канала по дну «b», коэффициент шероховатости стенок «n», уклон дна канала «i» и расход «Q».
Требуется найти глубину наполнения канала «h», если движение в нем равномерное.

Задача 6
Гидравлический расчёт малого моста с прямоугольным подмостовым руслом.
К малым относят мосты с пролётом до 25 м. Они вместе с дорожными трубами составляют большую часть (более 80% по численности) всех водопропускных сооружений на железных дорогах.
С точки зрения гидравлических требований малый мост должен удовлетворять двум основным условиям:
1. скорость потока под мостом не должна превышать допустимую скорость v_доп, которая устанавливается из условия неразмываемости грунта или определяется видом крепления подмостового русла;
2. должно быть обеспечено минимально допустимое превышение низа пролётного строения над уровнем поверхности воды перед мостом a_min (запас).
Исходными данными для расчёта являются следующие величины: расчётный расход Q; глубина в русле h_б, отвечающая расчётному расходу; высота расположения низа пролётного строения моста над дном русла H_м. Варианты заданий приведены в таблице 7.

Задача 7
Вычисление расчетного расхода при достаточной продолжительности наблюдений
1. Определить статистические характеристики гидрологического ряда наблюдений за стоком воды в реке А.
2. Построить эмпирическую и теоретические (аналитические) кривые обеспеченности максимальных расходов воды.
3. Вычислить максимальный расход воды 1% вероятности превышения (обеспеченности) методами моментов и наибольшего правдоподобия.
Варианты заданий приведены в приложении 2.

Задача 8
Удлинение недостаточного ряда наблюдений по данным рек-аналогов
Удлинить ряд ежегодных расходов воды в реке В по ряду многолетних наблюдений за стоком воды в реке-аналоге А.

Стоимость выполнения работы по гидравлике на заказ 1800 руб.