Часс С.И. Гидравлика. Гидромеханика: Сборник задач и контрольных заданий УГГУ 2009
3.241 Водозаборное сооружение имеет торцевую вертикальную стенку в виде равнобочной трапеции с верхним основанием а, нижним b (рис. 2.6).
Определить величину и линию действия силы давления воды на стенку, рассчитать глубину погружения центра давления (hD), если удерживаемый напор воды на уровне верхнего основания стенки Н.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | а, м | b, м | Н, м |
| а | 10,0 | 5,0 | 4,0 |
Ответ: сила давления R = 523 кН, hD = 2,500 м.
ВУЗ: УГГУ
3.279 Вход в туннель перекрыт прямоугольным деревянным щитом, который удерживается в вертикальном положении двумя тросами (рис. 2.7). Ширина щита В, толщина досок δ. Глубина воды над верхней кромкой щита h. Щит удерживает напор воды слева h1, глубина воды в туннеле h2. Рассчитать аналитическим и графо-аналитическим методами силы давления воды на щит слева и справа, глубины центров давления для этих сил, показать действия этих сил.
Определить равнодействующую давления, а также подъемное усилие (Т) двух тросов. Коэффициент трения в направляющих пазах f = 0,5. Принять плотность дерева ρдер. = 1,2·10³ кг/м³; воды ρ = 10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, м | h1, м | h2, м | В, м | δ, мм |
| а | 0,8 | 3,2 | 1,6 | 2,0 | 60 |
ВУЗ: УГГУ
3.281 Патрубок маслобака квадратного сечения со стороной а перекрывается крышкой АВ, перемещающейся в вертикальных пазах (рис. 2.8).
Определить начальную силу F для открытия крышки, если показание манометра, установленного на верхней стенке патрубка, рман.
Принять плотность масла ρмасл = 900 кг/м³, коэффициент трения скольжения в пазах f = 0,5.
Массу крышки считать равной М.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | а, мм | рман, ат | М, кг |
| а | 150 | 0,12 | 2,0 |
Ответ: F = 159,0 Н.
ВУЗ: УГГУ
3.165 В закрытом резервуаре, заполненном водой, выведен внутренний патрубок прямоугольного сечения высотой h и шириной b для выпуска воды. Патрубок перекрыт крышкой АВ, расположенной под углом α=60º к горизонту, шарнирно укрепленной на оси А (рис. 2.9).
Открытие крышки для выпуска воды осуществляется за счет создания вакуума на поверхности воды.
Определить наименьшее вакуумметрическое давление на поверхности воды (рвак) для открытия крышки, если глубина воды на уровне нижней кромки крышки Н. Масса крышки М.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, мм | b, мм | Н, м | М, кг |
| а | 600 | 500 | 1,8 | 10,0 |
Ответ: рвак=15,82 кПа.
3.270 В открытом резервуаре, заполненном водой, сделан внутренний патрубок высотой h и шириной b для выпуска воды (рис. 2.10).
Патрубок перекрывается крышкой АВ, установленной под углом α = 60º к горизонту.
Определить силу натяжения вертикального троса (T) для открытия крышки при глубине заполнения Н. Крышка может поворачиваться относительно шарнира А. Масса крышки М .
Представить аналитический и графо-аналитический методы расчёта силы давления воды. Трением в шарнире и ролике пренебречь.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, мм | b, мм | Н, м | М, кг |
| а | 600 | 400 | 2,0 | 9,0 |
ВУЗ: УГГУ
3.193 С помощью поршня диаметром D вода удерживается на высоте Н (рис. 2.45). Справа от поршня абсолютное давление воздуха равно рабс.
Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку диаметром d, для удержания поршня на месте.
Таблица — Исходные данные
| Вариант | D, мм | d, мм | Н, м | рабс, кПа |
| а | 100 | 50 | 3,0 | 158 |
Ответ: F=700 Н.
3.217 В закрытом резервуаре, заполненном бензином, выведен патрубок квадратного сечения со стороной h для выпуска бензина (рис. 2.11). Патрубок перекрыт крышкой АВ, установленной под углом α = 60º. Крышка поворачивается шарнирно относительно оси А.
Определить нормальное усилие (Т) в точке В для удержания крышки в закрытом положении, если действующий напор на уровне нижней кромки крышки Н. Давление на поверхности бензина соответствует показанию U-образного ртутного манометра hрт.
Плотности жидкостей: бензина ρбенз=720 кг/м³; ртути ρрт=13,6·10³ кг/м³. Массу крышки не учитывать.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, мм | Н, м | hрт, мм |
| а | 400 | 0,8 | 100 |
Ответ: сила Т=1,67 кН.
3.164 Определить нормальное усилие F, приложенное к наклонной крышке АВ для удержания крышки в закрытом положении (рис. 2.12). Крышка расположена под углом α=60º к горизонту, укреплена с помощью шарнира В и перекрывает патрубок квадратного сечения со стороной а. Патрубок заполнен маслом плотностью ρмасл=900 кг/м³.
К дну патрубка присоединен пьезометр, показание которого Н. Сила F приложена по нормали к крышке на расстоянии b от стенки патрубка. Силу тяжести крышки не учитывать.
Решение представить аналитическим и графо-аналитическим методами.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | а, мм | Н, мм | b, мм |
| а | 200 | 300 | 50 |
Ответ: Fmin=29 Н.
3.282 Выход из резервуара, заполненного водой, представляет патрубок, который закрывается круглой крышкой диаметром D. Крышка может поворачиваться вокруг шарнира А (рис. 2.13).
Определить силу Т для удержания крышки в закрытом положении, если показание U-образного ртутного манометра hрт, высота уровня масла над ртутью hм. Уровень ртути в правом колене манометра выше шарнира А на величину а.
Принять плотности жидкостей ρрт = 13,6·10³ кг/м³, масла ρмасл = 900 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | D, мм | hрт, мм | hм, мм | а, мм |
| а | 600 | 120 | 50 | 500 |
Ответ: Т ≥ 3,53 кН.
ВУЗ: УГГУ
3.284 Патрубок резервуара с маслом перекрывается круглой крышкой, которая можем поворачиваться вокруг шарнира А (рис. 2.14).
Определить, каким должно быть показание U-образной трубки, заполненной ртутью (hрт), определяющей давление на поверхности масла, чтобы крышка находилась в закрытом положении за счет вакуума.
Принять: диаметр крышки D, глубину масла до шарнира А равной h.
Плотности жидкостей: масла ρмасл = 900 кг/м³; ртути ρрт = 13,6·10³ кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | D, мм | h, мм |
| а | 600 | 200 |
Ответ: hрт = 38 мм.
ВУЗ: УГГУ
