База задач по гидравлике

Дана бочка на 170 литров. Высота бочки 1,5 метра. Бочка заполнена обычной водой. Снизу бочки выходит медная труба с внутренним диаметром 13 мм и уходит вниз на 3 метра. Какое давление будет снизу на выходе из трубы?

Определить количество насосных станций, которые необходимо расставить по пути магистрального трубопровода для обеспечения заданной пропускной способности нефтепродукта. Исходные данные приведены в таблице 4.

Идеальная несжимаемая жидкость объёма V =16 см нилита в изогнутую U-образную трубку с площадью сечения канала S = 1 см*
Найти период малых колебаний жидкости. возникающих если повысить уровен жидкости в одном из колен трубки.
Вязкое трение и капиллярные явления не учитывать.

Найти максимально допустимый диаметр трубопровода, если при ламинарном течении потока потеря напора составила h = 0,0076 м, а коэффициент
местного сопротивления достиг 3,5, коэффициент кинематической вязкости 1,84*(10)^-6
м2/с, плотность жидкости 866 кг/м3, температура t = 25 С. Указать величину
принятого параметра

Задача: Определить давление жидкости на выходе насоса для перемещения штоков трёх одинаковых параллельно соединённых силовых цилиндров против постоянной нагрузки на каждый из них в 50 кгс, внутренний диаметр цилиндров равен 0,08 м.

Провести гидравлический расчет и подобрать стандартизованную колонну по условиям задач, приведенных в таблице.

Исходные данные

Определить абсолютное давление воздуха в сосуде, если показание ртутного прибора равно h = 368 мм, высота - H = 1 м. Плотность ртути принять равной ρ_р = 13600 кг/м^3. Атмосферное давление p_а = 736 мм рт. ст.

Резервуар, форма и размеры которого даны на рис. 1.4, опирающийся на 4 опоры, имеет смотровой люк, перекрывающийся полусферической крышкой ABC диаметром d.

Определить при заданном уровне воды в резервуаре Н силу давления на дно резервуара F и на каждую из четырех опор N (при определении N весом жидкости в объеме полусферической крышки пренебречь).

Найти горизонтальную Рх и вертикальную Рz составляющие силы давления жидкости на полусферическую крышку АВС, а также величину и линию действия равнодействующей силы избыточного гидростатического давления Р, действующего на крышку.

Как изменятся силы F, N, Рх, Рz и Р, если диаметр верхней цилиндрической части резервуара уменьшить вдвое?

Таблица 1 – Исходные данные

Центробежный консольный насос 1К100-65-250, характеристика которого приведена на рис. работает на сеть трубопроводов. Высота подачи воды h = 60 м. Характеристика сети выражается уравнением H = h + k·Q² (где Q в м³/ч).

Определить: на сколько увеличиться подача воды в сеть при параллельном включении еще одного такого же насоса. Dк = 272 мм, к = 0,003.

При истечении жидкости из резервуара в атмосферу по горизонтальной трубе диаметром d и длиной l уровень в пьезометре, установленном посередине длины трубы, равен h (рис. 1).

Определить расход Q и коэффициент гидравлического трения трубы если статический напор в баке постоянен и равен H. Построить пьезометрическую и напорную линии. Сопротивлением входа в трубу пренебречь.

Рисунок 1

Исходные данные

К двум резервуарам , заполненным водой, присоединен ртутный манометр (рис.1.8). Составить уравнение равновесия относительно плоскости равного давления в резервуарах , если расстояния от оси резервуара до мениска ртути равны

Вода перетекает из напорного бака А в резервуар Б через вентиль с коэффициентом сопротивления ζв = 3 по трубе. Диаметры: d₁ = 40 мм; d₂ = 60 мм. Считая режим течения турбулентным и пренебрегая потерями на трение по длине, определить расход. Учесть потери напора при внезапных сужениях и расширениях. Высоты: Н₁ = 1 м, H₂ = 2 м; избыточное давление в напорном баке р₀ = 0,15 МПа. 

Рисунок 4.2 − Схема к задаче

В дне призматического резер­вуара с бензином имеется прямоуголь­ное отверстие a × b = 1 × 2м, пере­крытое полуцилиндрической крышкой радиусом R = 0,5 м. Определить уси­лие, воспринимаемое болтами крышки, если уровень бензина Н =3,5 м, а дав­ление паров бензина р_м =18 кПа.

1. Определить опытным путем потери напора на преодоление сопротивления по длине трубопровода и на участках с местным сопротивлениями.

2. Рассчитать коэффициенты местных потерь и коэффициенты Дарси.

3. Построить напорные и пьезометрическме линии.

Трубопровод сопротивления выполнен из труб диаметрами d₁=26·10^-3 м и d₂ = 16·10^-3 м и состоит из нескольких участков.

Опытные данные в табл. 1.

Рисунок 1.2 - Схема трубопровода сопротивления

Определить расход воды Q, проходящей через водоспускную трубу в бетонной плотине, если: напор над центром трубы Н = 11 м, диаметр трубы d = 1,5 м, длина ее l = 4 м. (рис. 6).

Горизонтальный трубопровод из стальных труб, схема которого показана на рис. 5, имеет участок с параллельным соединением труб, состоящим из двух линий длиной l₁ = 400 м и  l₂ = 1000 м и диаметрами d₁ = 150 ми d₂ = 100 м. В точках В, С и D заданы расходы воды Q_B = 3 л/с, Q_C  = 43 л/с и Q_D = 17 л/с.

Требуется:

1. Установить диаметры труб на участках АВ и CD по предельным расходам.

2. Определить распределение расходов по первой и второй линиям параллельного соединения трубопроводов.

3. Определить необходимый напор в точке А для обеспечения заданных расходов Q_B, Q_С и Q_D при заданном свободном напоре (превышении пьезометрической линии над поверхностью земли) в конце трубопровода Н_св = 26 м, если известны длины участков АВ и CD: l_АВ = 400 м и l_СD = 400 м. 

4. Построить пьезометрическую линию по длине трубопровода.

B плоской вертикальной стенке резервуара, наполненного водой, есть прямоугольное отверстие высотой а = 2R (R = 0,75 м) и шириной b = 2,5 м, перекрываемое полуцилиндрической крышкой АВС (рис. 2). Верхняя кромка этого отверстия находится на глубине Н = 3 м под уровнем воды в резервуаре.

Определить величину и линию действия силы избыточного гидростатического давления, действующей на цилиндрическую поверхность крышки ABC.

В боковой вертикальной стенке резервуара есть прямоугольное отверстие с размерами а = 0,7 м и b = 0,7 м, перекрываемое плоским щитом, шарнирно закрепленным верхней стороной на горизонтальной оси, вокруг которой он может вращаться против часовой стрелки (рис. 1).

Требуется определить вес груза G на конце рычага длиной  l = 1,2 м, жестко прикрепленного к щиту, который позволил бы щиту открываться при достижении водой в резервуаре уровня Н = 4 м.

Сифонный водосброс длиной L₁ + L₂ = 5 + 100 м и диаметром d = 250 мм пропускает воду из верхнего водоема в нижний (рис.29). Разность уровней воды постоянна и равна Н = 3 м. Наивысшая точка сифона А находится над уровнем воды верхнего водоема на h = 2 м. Труба стальная, умеренно устаревшая, на ней имеется поворот на 90⁰ и решетка. Температура воды t = 15 °С. Требуется найти подачу Q сифонного водосброса и величину вакуума в точке А. Построить напорную и пьезометрическую линии.

1. Два трубопровода с разными жидкостями соединены ртутным (ρ₃ = ρ_рт = 13600 кг/м³) манометром, как представлено на рис. Давления р₁ = 3,3 атм и р₂ = 3,8 атм (избыточные) указаны на рис. 

2. Спирт плотностью ρ₁ = 790 кг/м³ заполняет левую трубку на высоту h₁ = 1,1 м.

3. Жидкость с неизвестной плотностью ρ₂ заполняет правую трубку на высоту h₃ = 2 м.

4. Жидкость плотностью ρ₃ = ρ_рт = 13600 кг/м³ заполняет левую трубку на высоту h₂ = 1 м, а правую - на высоту h₄ = 0,55 м.

Определить

1. Плотность жидкости ρ₂.

2. Построить эпюры полного гидростатического давления по вертикальным частям манометра.

3. На эпюре указать численные значения всех исходных и вычисленных давлений.

В объёмном гидроприводе насос соединён с гидромотором двумя трубами с эквивалентной длиной l=41 м.и диаметром d=20мм.

Определить мощность, теряемую в трубопроводе, и перепад давления на гидромоторе, если полезная мощность насоса Nп=8,2кВт, а расход жидкости Q=0,96л/с. Рабочая жидкость – трансформаторное масло.

Рисунок 1

Пневмоцилиндр с диаметром поршня D =40мм и штока d=12мм должен совершать рабочий ход длиной L =160мм за время t =0,4с. Подобрать пневматический распределитель для управления цилиндром при условии, что манометрическое давление р_м =5бар, абсолютное давление р₂ = 6бар

В объемном гидроприводе используется гидромотор с рабочим объемом V₀=45см³.Насос равивает давления р=12,1МПа и подачу Q_н=40л/мин.

Определить развиваемые выходным налом гидромотора полезный крутящий момент М и частоту вращения в момент максимальной утечки масла через гидроаппаратуру Q_ут=1,5л/мин и падения давления масла в гидролиниях - напорной Δр_н=0,2МПа и сливной      Δр_сл=0,52МПа.

Гидромеханический КИД гидромотора    и объемный КПД  

Центробежный консольный насос 1К65-50-160 с диаметром колеса D_к=150мм, характеристика которого приведена на рис.2 работает на сеть трубопроводов. Высота подачи воды h=20м.

Характеристика сети выражается уравнением H = 20+ 0,015∙Q² (где Q в м /ч).

Определить: на сколько увеличиться напор в сети при последовательном включении еще одного такого же насоса.