4 Силы давления жидкости на криволинейные стенки
4.191 Определить силу давления бензина на полусферическое дно цилиндрического резервуара радиусом r (рис. 3.20), если показание манометра, установленного на расстоянии h от дна резервуара, равно рман. Принять плотность бензина ρбенз.=720 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, м | h, м | рман, ат |
| а | 0,4 | 0,8 | 0,12 |
Ответ: сила давления бензина R = 7,81 кН.
ВУЗ: УГГУ
4.192 Определить равнодействующую давления воды на цилиндрическую поверхность АВ закрытого резервуара (рис. 3.19), если секторный угол цилиндрической поверхности равен 90º, показать линию действия силы, рассчитать угол наклона силы к горизонту и глубину погружения центра давления hD для равнодействующей.
Принять: радиус цилиндрической поверхности r, длину поверхности L, глубину заполнения резервуара Н, абсолютное давление на поверхности воды рабс, плотность воды ρ = 10³ кг/м³.
Чертеж представить в масштабе.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, м | Н, м | L, м | рабс, кПа |
| а | 0,6 | 1,5 | 2,0 | 112,7 |
Ответ: R = 43,55 кН, α = 43º, hDравн = 1,1 м.
ВУЗ: УГГУ
4.193 Определить величину равнодействующей давления воды на секторный затвор АВ (рис. 3.4), линию действия, угол наклона к горизонту и глубину центра давления hDравн.
Удерживаемы напор Н , ширина затвора В, секторный угол затвора φ.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н, м | В, м | φ, град |
| а | 1,5 | 2,0 | 60 |
Ответ: равнодействующая сила давления воды R = 28,6 кН; угол наклона силы к горизонту α = 39º; глубина центра давления hDравн = 1,1 м.
ВУЗ: УГГУ
4.194 Определить величину равнодействующей давления воды на криволинейную стенку АВ (рис. 3.2), линию действия, угол наклона к горизонту и глубину центра давления для силы. Длина стенки L, удерживаемый напор Н. Стенка АВ представляет часть цилиндрической поверхности с секторным углом φ.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н, м | L, м | φ, град |
| а | 1,5 | 3,0 | 60 |
Ответ: R = 35 кН; α = 18º; yDравн. = 0,96 м.
ВУЗ: УГГУ
4.195 Закрытый резервуар, заполненный мазутом плотностью ρ = 920 кг/м³, имеет полуцилиндрическое дно радиусом r. Глубина заполнения резервуара Н, длина резервуара L (рис. 3.13).
Определить силу давления мазута на дно резервуара (вертикальная сила давления), а также величину, линию действия и глубину погружения центра давления hD от свободной поверхности для сил давления на боковые поверхности АВ (горизонтальная сила давления).
Принять абсолютное давление на поверхности мазута рабс.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, м | Н, м | L, м | рабс, кПа |
| а | 0,5 | 1,8 | 2,5 | 101,6 |
Ответ: Rверт = 47,165 кН, Rбок = 52,74 кН, hD = 1,11 м.
ВУЗ: УГГУ
4.196 По дну водоема проложен стальной трубопровод диаметром d для пропуска загрязненных сточных вод в очистные сооружения. Трубопровод уложен на глубине Н (рис. 3.16).
Определить силу, действующую на трубопровод сверху; силы, действующие на боковые поверхности трубы; рассчитать минимальную толщину стенок δ незаполненной трубы, чтобы исключить возможность ее всплывания.
Расчеты отнести к длине трубы l = 1,0 м. Принять плотность стали ρст = 7800 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | Н, м |
| а | 400 | 10,0 |
Ответ: Rверт = 38,00 кН, Rгор = 38,46 кН, δ = 13 мм.
ВУЗ: УГГУ
4.197 Определить силу давления воды на дно цилиндрической поверхности цистерны АКВ, показать ее линию действия, а также разрывающие усилия, действующий на боковые поверхности цистерны АК и ВК, показать линию действия сил и глубину hD точек приложения сил от свободной поверхности (рис. 3.17).
Цистерна диаметром D, длиной L наполовину заполнена водой. На поверхности воды действует избыточное давление рман, соответствующее показанию манометра. Плотность воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | D, м | L, м | рман, ат |
| а | 1,6 | 2,5 | 0,12 |
Ответ: Rверт = 71,66 кН, Rгор = 31,36 кН, hD = 0,433 м.
ВУЗ: УГГУ
4.198 Определить величину, линию действия, угол наклона и глубину центра давления равнодействующей hDравн на полусферическую крышку в плоской вертикальной стенке закрытого резервуара (рис. 3.21), заполненного бензином.
Принять радиус полусферы r, показание пьезометра, выведенного на уровне нижней кромки крышки Н, плотность бензина ρбенз.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, мм | Н, м | ρбенз, кг/м³ |
| а | 200 | 0,8 | 800 |
Ответ: R = 605,2 Н, α = 12º, hDравн = 0,642 м.
ВУЗ: УГГУ
4.199 В резервуаре, заполненном бензином, в вертикальной плоской стенке круглое отверстие диаметром d закрыто конусной крышкой l (рис. 3.22).
Определить горизонтальную и вертикальную силы давления бензина на конусную крышку. Показать их линии действия и геометрическое положение, а также положение равнодействующей сил.
Уровень бензина над верхней кромкой крышки h. Показание мановакуумметра (МВ) соответствует манометрическому давлению рман.
Плотность бензина ρбенз = 750 кг/м³.
Масса конической крышки М.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | l, мм | h, м | рман, ат | М, кг |
| а | 400 | 300 | 1,5 | 0,15 | 4,0 |
Ответ: Rгор = 3,42 кН, Rверт = 131,5 Н, R = 3,42 кН, α = 2º.
ВУЗ: УГГУ
4.200 Определить силу давления бензина на полусферическое дно закрытого цилиндрического резервуара диаметром D (рис. 3.24), если показание манометра, установленного на высоте h от оси полусферы, равно рман. Плотность бензина ρ = 750 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | D, м | h, м | рман, ат |
| а | 0,8 | 1,0 | 0,12 |
Ответ: R = 10,6 кН.
ВУЗ: УГГУ
