Часс С.И. Гидравлика. Гидромеханика: Сборник задач и контрольных заданий УГГУ 2009
3.45 Резервуар с вертикальной и наклонной стенками шириной В заполнен мазутом и водой. Глубина наполнения мазута над водой Н1, нижний слой воды высотой Н2 (рис. 2.35).
Определить равнодействующую сил давления мазута и воды и глубину погружения центра давления для этой силы (hD). Расчет провести аналитическим и графо-аналитическим методами. Угол наклона нижней части стенки к горизонту α = 60º. Плотности жидкостей: воды ρ = 10³ кг/м³; мазута ρмаз = 920 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н1, м | Н2, м | В, м |
| а | 0,9 | 1,2 | 3,0 |
Ответ: R = 67,9 кН, hD = 1,46 м.
3.75 Отстойник для отработанного масла имеет вертикальную стенку шириной В. Глубина масла в отстойнике Н1, нижний слой воды высотой Н2 (рис. 2.36).
Определить равнодействующую давления масла и воды и глубину центра давления для равнодействующей (hD). Плотности жидкостей: масла ρмасл = 870 кг/м³; воды ρ = 10³ кг/м³. Решение выполнить аналитическим и графо-аналитическим методами.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н1, м | Н2, м | В, м |
| а | 1,2 | 0,6 | 2,0 |
Ответ: R = 28,1 кН, hD = 1,21 м.
3.275 Определить величину и положение равнодействующей сил давления воды на плоскую ломаную стенку АВС, удерживающую слева напор воды Н, справа — h (рис. 2.37). Длина стенки в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, равна L. Верхняя часть стенки наклонена под углом α = 60º к горизонту.
Расчет выполнить графо-аналитическим методом.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н, м | h, м | L, м |
| а | 5,0 | 2,0 | 6,0 |
Ответ: R = 636 кН.
ВУЗ: УГГУ
3.271 Из резервуара, заполненного маслом, выведен треугольный патрубок высотой h и шириной b, который перекрывается крышкой, укрепленной вертикально с помощью шарнира А (рис. 2.41).
Плотность масла ρ = 900 кг/м³.
Определить горизонтальную силу F, необходимую для удержания треугольной крышки в закрытом положении, если показание манометра на уровне нижней кромки крышки рман.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, мм | b, мм | рман, ат |
| а | 600 | 400 | 0,18 |
Ответ: F = 0,67 кН.
ВУЗ: УГГУ
3.268 В отстойнике для воды разделительная стенка в виде прямоугольного щита может поворачиваться шарнирно относительно оси О (рис. 2.42).
Определить, на каком расстоянии х от дна отстойника следует расположить ось шарнира О, чтобы щит шириной В открывался автоматически, если глубина воды слева превысит величину h1. Глубина воды справа равна h2. Вес щита не учитывать.
Решение представить аналитическим и графо-аналитическим методами.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h1, м | h2, м | В, м |
| а | 1,5 | 1,2 | 2,5 |
Ответ: х = 0,68 м.
ВУЗ: УГГУ
3.51 Определить усилие Т, которое нужно приложить к вертикальному тросу для открытия щита, перекрывающего канал прямоугольного сечения. Щит расположен под углом α=60º к горизонту и закреплен шарнирно в точке О (рис. 2.43). Ширина щита в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, равна В. Глубина воды перед щитом Н1, за щитом Н2. Уровень воды над шарниром h. Принять массу щита M.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н1, м | Н2, м | h, м | В, м | М, кг |
| а | 2,0 | 0,7 | 0,5 | 3,0 | 400 |
Ответ: Т = 64,5 кН.
3.28 Во всасывающем трубопроводе центробежного насоса на входе установлен обратный клапан в виде диска диаметром d1, который перекрывает входное отверстие диаметром d2 для пропуска воды (рис. 2.44). Трубопровод заглублён на уровень h1.
Определить, каким должно быть показание вакуумметра В (рвак) на высоте h2 для открытия клапана в момент пуска насоса.
Атмосферное давление ра = 740 мм рт. ст.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d1, мм | d2, мм | h1, м | h2, м |
| а | 100 | 75 | 1,0 | 2,0 |
Ответ: рвак = 67 кПа.
4.40 Определить величину, угол наклона и глубину центра давления для равнодействующей давления воды на криволинейную стенку АВ (рис. 3.1) длиной L. Действующий напор H. Криволинейная стенка представляет часть цилиндрической поверхности с секторным углом φ.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н, м | L, м | φ, град |
| а | 4,0 | 10,0 | 60 |
Ответ: равнодействующая сила давления воды R = 1014 кН, угол наклона силы к горизонту α = 39º; глубина центра давления yDравн = 2,91 м.
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
4.3 Определить численные значения, линии действия и точки приложения горизонтальной и вертикальной составляющих сил давления воды на стенку резервуара АКВ, состоящую из вертикальной плоской стенки АК и цилиндрической поверхности КВ с секторным углом 90º (рис. 3.3). Ширина резервуара В, напоры воды соответственно равны Н1 и Н2.
Показать положения равнодействующей давления, ее точку приложения, а также найти угол наклона равнодействующей к горизонту.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н1, м | Н2, м | В, м |
| а | 2,0 | 1,0 | 3,0 |
Ответ: R = 156 кН, α = 32º, hDравн = 2,27 м.
