Часс С.И. Гидравлика. Гидромеханика: Сборник задач и контрольных заданий УГГУ 2009
4.170 Определить величину равнодействующей давления воды на секторный затвор АВ шлюзной камеры (рис. 3.14), а также линию действия силы, угол наклона к горизонту и глубину центра давления для силы hD.
Щит поворачивается относительно оси О и при открытии заходит в углубление – нишу флютбета.
Длина шлюзной камеры L, удерживаемый напор Н , угол раствора щита φ.
При решении чертёж представить в масштабе, щит в виде сечения вертикальной плоскостью.
Принять плотность воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н, м | L, м | φ, град |
| а | 3,0 | 5,0 | 45 |
ВУЗ: УГГУ
4.77 Определить величину, линию действия, глубину центра давления hD и угол наклона к горизонту равнодействующей давления воды на секторный затвор ACB с центральным углом φ=90º (рис. 3.15).
Для выпуска воды затвор поворачивается относительно оси O-O. Удерживаемые напоры h и H, длина затвора L. Плотность воды ρ=10³ кг/м³.
При решении задачи криволинейную поверхность АСВ представить в масштабе, секторный затвор в виде сечения вертикальной плоскостью.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, м | Н, м | L, м |
| а | 0,5 | 2,0 | 5,0 |
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 |
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 |
ВУЗ: УГГУ
4.168 Определить силу давления воды на верхнюю и нижнюю половины сферического резервуара радиусом r , полностью заполненного водой, а также растягивающее усилие в болтах фланцевого соединения (6 болтов), если показание манометра, установленного под углом α в нижней части резервуара рман. (рис. 3.18).
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, мм | α, град | рман, ат |
| а | 300 | 45 | 0,10 |
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 |
ВУЗ: УГГУ
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
4.198 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
4.171 В закрытом резервуаре, заполненном бензином, в боковой плоской стенке сделано круглое отверстие, которое закрывается полусферической крышкой радиусом r (рис. 3.23). Крышка укреплена с помощью шарнира в точке А. На расстоянии h от шарнира на свободной поверхности бензина действует вакуумметрическое давление рвак .
Определить усилие F для удержания крышки в закрытом положении. Принять плотность бензина ρбенз. = 720 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | r, м | h, м | рвак, ат |
| а | 0,6 | 1,2 | 0,050 |
Ответ: усилие для удержания крышки F ≥ 4,37 кН.
ВУЗ: УГГУ
