Часс С.И. Гидравлика. Гидромеханика: Сборник задач и контрольных заданий УГГУ 2009
2.272 В закрытом резервуаре, заполненном водой, на глубине h выведен двухколенный U-образный ртутный манометр (рис. 1.31).
Определить, каким будет показание мановакуумметра (МВ), установленного на крышке резервуара, если понижение ртути в левом колене ртутного манометра равно а, распределение уровней ртути в левой и правой U-образных трубках соответственно h1 и h2.
Принять плотности: воды ρ=10³ кг/м³; ртути ρрт=13,6·10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, м | а, м | h1, мм | h2, мм |
| а | 1,0 | 0,5 | 400 | 150 |
Ответ: рмв=60,14 кПа.
2.341 К поршню гидроцилиндра диаметром d в центре приложена вертикальная сила F (рис. 1.32). В трубке, соединяющей гидроцилиндр с воздушным резервуаром, турбинное масло поднялось на высоту h.
Определить показание манометра, установленного на воздушном резервуаре, при котором поршень находится в равновесном состоянии. Вес поршня в расчетах не учитывать. Плотность масла ρмасл = 900 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | F, Н | d, мм | h, мм |
| а | 425 | 100 | 600 |
Ответ: рм = 49 кПа.
2.401 Два трубопровода А и В транспортируют бензин. Центры трубопроводов находятся на одной линии (рис. 1.33).
По центру трубопроводов выведен дифференциальный пьезометр, заполненный водой. Кран прибора закрыт.
Определить, в каком трубопроводе на уровне центра давление бензина больше (рА или рВ) и на какую величину Δр. Высоты уровней бензина в пьезометрах hA и hB.
Принять плотность воды ρ = 10³ кг/м³; бензина ρрт = 720 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | hА, мм | hВ, мм |
| а | 600 | 400 |
Ответ: Δр = 3,1 кПа, давление в резервуаре А больше, чем давление в резервуаре В (рА > рВ).
ВУЗ: УГГУ
2.402 В отстойнике для масла выведены две пьезометрические трубки. Глубина заполнения масла в резервуаре составляет h1, воды – соответственно h2 (рис. 1.34).
Определить высоты уровней масла hм и воды hв в пьезометрах, если абсолютное давление на поверхности масла рабс, атмосферное давление ра. Плотности жидкостей: масла ρмасл = 900 кг/м³, воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h1, мм | h2, мм | рабс, кПа | ра, мм рт. ст. |
| а | 1,0 | 0,2 | 110 | 740 |
Ответ: hм = 2,477 м; hв = 2,249 м.
ВУЗ: УГГУ
2.339 В закрытом резервуаре с нефтью показание вакуумметра, измеряющего давление на свободной поверхности, равно рвак (рис. 1.35).
Определить, какое давление, манометрическое или вакуумметрическое, показывает мановакуумметр (МВ), установленный на глубине Н, а также глубину hр положения пьезометрической плоскости. В расчетах плотность нефти считать равной ρнефт.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Н, м | рвак, ат | ρнефт, кг/м³ |
| а | 3,0 | 0,12 | 860 |
Ответ: мановакуумметр показывает манометрическое давление рМВ = 13,6 кПа, hp = 1,606 м.
3.109 Поворотный клапан АО закрывает выход из бензобака в трубу квадратного сечения со стороной а. Клапан опирается на срез трубы, сделанный под углом α=45º. С другой стороны клапана – воздух (рис. 2.1).
Определить силу натяжения троса Т, необходимую для открытия клапана, если уровень бензина над нижней кромкой клапана Н, давление на поверхности бензина соответствует показанию манометра рман. Плотность бензина ρбенз=700 кг/м³. Трение в шарнирной опоре О и в ролике В не учитывать.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | а, м | Н, м | рман, ат |
| а | 0,3 | 0,85 | 0,05 |
Ответ: Т ≥ 905 Н.
3.276 В плотине сделано водопропускное отверстие в виде трубы диаметром d. Труба перекрывается круглым затвором, имеющим неподвижную горизонтальную ось вращения, проходящую через точку А (рис. 2.2).
Определить начальную силу натяжения троса (Т) для открытия затвора. Трос прикреплен к нижней кромке крышки под углом α к горизонту. Глубина воды над нижней кромкой затвора Н. Массу затвора не учитывать.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, м | Н, м | α |
| а | 1,0 | 2,5 | 60º |
Ответ: Т = 16,3 кН.
ВУЗ: УГГУ
3.277 Закрытый резервуар, заполненный маслом плотностью ρмасл = 900 кг/м³, имеет выпускную трубу диаметром D, перекрытую дисковым затвором с осью поворота, проходящей горизонтально через точку О (рис. 2.3). На поверхности масла действует манометрическое давление рман. Уровень масла над нижней кромкой трубы Н. Определить равнодействующую давления на дисковый затвор и момент этой силы относительно оси поворота затвора.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | D, мм | Н, м | рман, кПа |
| а | 600 | 0,9 | 8,0 |
Ответ: Rравн = 3,748 кН, М = 56,1 Н·м.
ВУЗ: УГГУ
3.46 Закрытый резервуар заполнен маслом плотностью ρмасл=900 кг/м³. На поверхности масла действует избыточное давление рман. Выход из резервуара сделан в виде патрубка прямоугольного сечения высотой h и шириной b. Патрубок закрывается крышкой, поворачивающееся относительно оси шарнира A (рис. 2.4).
Определить ширину крышки b, при которой крышка находится в закрытом положении при условии, что к верхней кромке крышки приложена заданная сила F.
Принять высоту крышки h, глубину масла над верхней кромкой крышки a.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | рман, ат | h, м | а, м | F, кН |
| а | 0,10 | 0,4 | 0,6 | 1,0 |
Ответ: ширина крышки b ≤ 31 см.
3.263 Поворотный вертикальный затвор квадратного сечения со стороной а, перекрывающий вход воды в штольню, может вращаться вокруг горизонтальной оси шарнира О, проходящей через центр затвора (рис. 2.5).
Определить силу F, которую нужно приложить к нижней кромке затвора, чтобы удержать его в заданном положении, если глубина воды перед затвором h. В штольне справа — воздух. Трением в шарнире О пренебречь.
Представить аналитический и графо-аналитический методы определения величины силы давления воды, её линии действия и точки приложения. Плотность воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | а, м | h, м |
| а | 2,0 | 3,2 |
Ответ: сила F = 13,1 кН.
ВУЗ: УГГУ
