Гидравлика УрИ ГПС МЧС
1.259 Ответить на теоретические вопросы:
- Основные физические свойства жидкостей. Их размерности в системе СИ.
- В чем отличие жидкостей от твердых тел и газов.
Задача 1.
В вертикальном стальном резервуаре, заполненном наполовину, хранится нефть (рис. 1). Плотность нефти, при начальной температуре, равна 855 кг/м³. Определить массу хранящейся нефти и колебания ее уровня в резервуаре, если температура в течение года принимает значения от t1 ºС (зима) до t2 ºС (лето). Коэффициент температурного расширения нефти, температуры и вид резервуара принять согласно исходным данным.
Выбрать вариант задачи
2.523 Ответить на теоретические вопросы:
- Объясните понятия абсолютного и избыточного давления, вакуума. Какими приборами измеряется давление, вакуум. Устройство и принцип работы этих приборов.
- Вывод основного уравнения гидростатики и его физический смысл. Что такое поверхность равного давления и каким уравнением она описывается? Что является поверхностью равного давления для жидкости в поле сил тяжести?
Задача 2.
Какое усилие необходимо приложить к окончанию рычага гидравлического пресса (F), чтобы поднять груз массой G, при условии, что диаметр меньшего поршня d, а диаметр большего поршня D. Плечи рычага a и b. Силой трения пренебречь.
Выбрать вариант задачи
2.528 Ответить на теоретические вопросы:
- Гидростатическое давление и его свойства. Что такое “эпюра давления”? Принцип построения эпюр давления. Использование эпюр давления для определения величины гидростатического давления и центра давления.
- Методика определения силы и центра давления жидкости на цилиндрические поверхности.
Задача 3.
Определить на какой высоте z установится уровень ртути в сосуде относительно точки А, если манометрическое (3.избыточное) давление в этой точке составляет рa. Жидкости находится в равновесии. Плотность ртути принять равной 13600 кг/м³, вода 990 кг/м³.
Значения давления рa и высоты h принять по таблице согласно своему варианту.
Выбрать вариант задачи
7.384 Ответить на теоретические вопросы:
- Как определяется средняя скорость в живом сечении потока? Что такое гидравлический радиус и гидравлический диаметр и зачем введены эти понятия? Чем отличается равномерное движение от неравномерного? Понятие идеальной жидкости.
- Приведите вывод уравнения неразрывности для элементарной струйки и для потока жидкости и объясните его физический смысл.
Решить задачу:
Определить, какое необходимо создать давление с помощью насоса, чтобы лафетный ствол обеспечивал расход равный Q. Потерями напора местными и по длине пренебречь. Диаметр выходного отверстия лафетного ствола d принять по таблице. Схема подсоединения лафетного ствола показана на рисунке 7. Плотность воды 1000 кг/м³.
Выбрать вариант задачи
9.225 Ответить на теоретические вопросы:
- Приведите уравнения движения идеальной и реальной жидкости и поясните, что характеризуют отдельные их члены.
- Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и для потока реальной жидкости. Объясните его физический смысл и дайте геометрическую интерпретацию.
Решить задачу:
Рассчитать, какое минимальное давление необходимо создать на насосе автоцистерны, чтобы подать ствол РС-70 (5.ствол А) в окно 3-го этажа с расходом Q и длиной рукавной линии L. Рукавная линия проложена из рукавов диаметром dрук и одного разветвления. Коэффициент местных потерь ξствола = 0,343, ξразвл = 0,5. Плотность воды 1000 кг/м³.
Выбрать вариант задачи
8.250 Ответить на теоретические вопросы:
- Объясните причины сжатия струи при истечении жидкости через отверстия. Какие бывают виды сжатия? Что такое инверсия струи и в каких случаях наблюдается это явление?
- Как определяются скорость и расход жидкости при истечении через отверстие? Связь между коэффициентами скорости, расхода и степени сжатия.
Решить задачу:
В бак, разделенный перегородкой на два отсека, поступает расход воды Q (5.рис. 12). В перегородке имеется отверстие диаметром d1 = 75 мм. Из второго отсека вода вытекает в атмосферу через внешний цилиндрический насадок диаметром d2. Определить, на каких уровнях h1 и h2 установится вода в отсеках при достижении стационарного режима. Плотность воды 1000 кг/м³. Исходные данные для расчета приведены в таблице.
Выбрать вариант задачи
12.55 Ответить на теоретические вопросы:
- Каковы причины возникновения гидравлического удара? Как изменяется во времени давление у задвижки при гидравлическом ударе? Что такое прямой и непрямой гидравлический удар?
- Как рассчитать величину повышения давления в трубопроводе при прямом и непрямом гидравлическом ударе? Отчего зависит скорость ударной волны? Приведите примеры возникновения гидравлического удара при эксплуатации пожарной техники. Как можно уменьшить или предотвратить ударное повышение давления?
Решить задачу:
Стальной водовод от насосной станции до водонапорной башни имеет длину L, диаметр 100 мм, толщину стенок 5 мм. Напор воды перед водонапорной башней равен Н, расход воды Q. Температура воды 20ºС.
Определить величину повышения давления при гидравлическом ударе, фазу удара, напряжение в стенке трубопровода и время безопасного закрытия задвижки. Сравнить напряжение в стенке при гидравлическом ударе с допустимым значением (для стали σдоп = 30 ГПа) и сделать вывод о возможном разрушении трубопровода.
Выбрать вариант задачи
10.363 Ответить на теоретические вопросы:
- Поясните понятия “свободная струя”, “незатопленная струя”, “затопленная струя”, “сплошная струя”, “раздробленная струя”. Причины распада сплошных струй и как обеспечить получение дальнобойных пожарных струй.
- Методика расчета огибающих кривых компактной и раздробленной части струи. Как зависит максимальная высота струи от давления перед насадкам и диаметра насадка? Способы получения распыленных струй.
Решить задачу:
Определить максимальную дальность боя и силу реакции струи, получаемой при помощи лафетного ствола. Угол наклона ствола 30º, диаметр насадка d, напор воды на выходе из насадка Н.
Во сколько раз измениться дальность боя струи и сила реакции струи если:
а) в два раза увеличить напор;
б) в два раза увеличить диаметр насадка.
Выбрать вариант задачи
10.364 Ответить на теоретические вопросы:
- Расчет каких аппаратов пожарной техники основан на уравнении Бернулли? Привести пример методики расчета одного из указанных аппаратов.
- Сущность метода анализа размерностей. Вид формул для определения линейных и местных потерь напора. От каких величин зависят коэффициенты линейных (λ) и местных (ζ) потерь напора.
Решить задачу:
Вода по трубопроводу диаметром d и длиной l перекачивается с расходом Q. Уровень воды в резервуаре постоянный и равен Н. Определить давление при входе в насос, если температура воды равна t = 20ºС, эквивалентная шероховатость стенок трубы Δ, коэффициент сопротивления задвижки ξзадв, поворота – ξпов (коэффициент сопротивления входа в трубопровод ξвх = 0,5). Числовые значения параметров приведены в таблице.
Выбрать вариант задачи
