4 Силы давления жидкости на криволинейные стенки
4.201 Закрытый цилиндрический резервуар диаметром D с полусферическим дном заполнен трансформаторным маслом плотностью ρмас = 880 кг/м³ (рис. 3.25).
Глубина заполнения резервуара равна Н.
На поверхности масла действует вакуумметрическое давление рвак.
Определить силу давления масла на полусферическое дно резервуара.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | D, м | Н, м | рвак, ат |
| а | 1,2 | 1,8 | 0,07 |
Ответ: R = 7,84 кН.
ВУЗ: УГГУ
4.202 В закрытом резервуаре, заполненном водой, круглое отверстие в верхней плоской стенке закрыто полусферической крышкой радиусом r (рис. 3.26).
Определить отрывающее усилие, воспринимаемое шестью болтами крышки, если на глубине h от оси полусферы показание манометра равно рман. Принять плотность воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, мм | h, м | рман, ат |
| а | 300 | 1,0 | 0,24 |
Ответ: R = 3,32 кН.
ВУЗ: УГГУ
4.203 Определить усилие F, которое нужно приложить к полусферической крышке резервуара с водой (рис. 3.28) для удержания ее в закрытом положении, если радиус полусферы r. Крышка крепится шарнирно в точке А на плоской верхней поверхности резервуара. Показание пьезометра, установленного на уровне шарнира, h, плотность воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, мм | h, м |
| а | 200 | 0,6 |
Ответ: F ≥ 287 Н.
ВУЗ: УГГУ
4.204 Водонапорный бак оборудован устройством для ограничения уровня воды в виде полусферического клапана А диаметром d, соединённого тягой с цилиндрическим поплавком В диаметром D (рис. 3.29).
При повышении уровня воды выше предельного значения погружение поплавка достигает такой величины, при которой выталкивающая сила для поплавка превышает силу давления воды на клапан и силу тяжести устройства. Клапан открывается, через донное отверстие сбрасывается часть воды. При снижении уровня воды клапан закрывается.
Определить расстояние h от дна резервуара до низа поплавка, при котором будет обеспечена глубина заполнения Н. Сила тяжести устройства G.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | D, мм | Н, м | G, Н |
| а | 150 | 400 | 4,0 | 125 |
Ответ: h = 3,34 м.
ВУЗ: УГГУ
4.205 В закрытом резервуаре, заполненном водой, круглое боковое отверстие в вертикальной плоской стенке закрыто конусной крышкой диаметром d и длиной l. Крышка крепится болтами и входит внутрь резервуара (рис. 3.30).
На высоте h от оси крышки установлен манометр, показание которого равно рман.
Определить равнодействующую давления воды на коническую крышку, показать ее линию действия, точку приложения и угол наклона к горизонту. Массу крышки не учитывать.
Плотность воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | l, мм | h, м | рман, ат |
| а | 600 | 500 | 0,7 | 0,08 |
Ответ: R = 4,18 кН, α = 6º.
ВУЗ: УГГУ
4.206 Определить минимальную толщину δ стенок стального трубопровода диаметром d (рис. 3.35), находящегося под избыточным давлением р. Допускаемое напряжение для стали принять σadm.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | р,ат | σadm, МПа |
| а | 600 | 28,0 | 137 |
Ответ: δ = 6 мм.
ВУЗ: УГГУ
4.207 Цилиндрический резервуар диаметром D = 1,2м, заполненный бензином плотностью ρбенз = 750 кг/м³, закрыт полусферической крышкой, закрепленной шестью болтами.
Резервуар находится под давлением. Показание манометра на глубине h = 1,9 м от оси крышки рман = 0,24 ат (рис. 1.65).
Определить величину и направление растягивающей силы, воспринимаемой болтами Rраст, соответствующе вертикальной силе давления на полусферическую крышку.
Рассчитать горизонтальные силы (Rгор), разрывающие полусферическую крышку по сечению 1-1, показать расстояние (hгор) линий действия этих сил от оси полусферы.
4.208 Определить силу давления на коническую крышку горизонтального цилиндрического сосуда диаметром D, заполненного жидкостью Ж (рис.1). Показание манометра в точке его присоединения — рм. Показать на чертеже вертикальную и горизонтальную составляющие, а также полную силу давления.
ТАБЛИЦА 2.Выбор значений элементов заданий.
| Предпоследняя цифра шифра | Нефть | рм, МПа | D, мм | а, мм |
| 0 | Нефть | 0,5 (изб.) | 1000 | 700 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: САФУ
Все задачи из: Лебедева Е.Г. Гидравлика Севмашвтуз 2016
4.209 Определить, при каком вакуумметрическом давлении горизонтальная сила на полусферическую крышку равна нулю (рис. 4.45). Радиус крышки R = 0,9 м.
4.210 По нефтепроводу диаметром D = 1000 мм перекачивается нефть под избыточным давлением ри = 4,0 МПа. Определить силу, разрывающую нефтепровод.
