7задач по гидравлике

1
Участок трубопровода заполнен водой при атмосферном давлении.
Требуется определить повышение давления в трубопроводе при нагреве воды на Δt °С и закрытых задвижках на концах участка.
Примечание. Коэффициенты температурного расширения и объемного сжатия принять t = 10-4 °С-1; w = 510-10 Па-1
2
Подпорная стенка прямоугольной формы имеет высоту H=4,2м, ширину b=1,8м (рис. 1), плотность кладки кл. = 2100 кг/м3 Глубина воды перед стенкой h=3,6м, плотность воды в = 1000 кг/м3; ускорение свободного падения g = 9,81 м/с2.
Требуется определить:
1. Силу избыточного гидростатического давления на 1 погонный метр длины стенки, предварительно построив эпюру гидростатического давления.
2. Положение центра давления.
3. Запас устойчивости K подпорной стенки на опрокидывание.
4. Ширину стенки b3 при запасе устойчивости K = 3.
3
Определить величину, направление и точку приложения силы гидростатического давления воды на 1 метр ширины вальцового затвора диаметром D=2,2м, если уровень воды перед затвором H=2,6м (рис. 2). Плотность воды 1000 кг/м3, ускорение свободного падения 9,81 м/с2.
4
Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость kэ = 0,1 мм), состоящему из труб различного диаметра d и различной длины L, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q и температура t ºС (рис. 3 7).
Требуется:
1. Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.
2. Установить величину напора Н в резервуаре.
3. Построить напорную и пьезометрическую линии, с соблюдением масштаба.
5

Вода из реки по самотечному трубопроводу длиной L и диаметром d подается в водоприемный колодец, из которого насосом с расходом Q она перекачивается в водонапорную башню. Диаметр всасывающей линии насоса – dвс, длина – Lвс. Ось насоса расположена выше уровня воды в реке на величину H (рис. 9).
Требуется определить:
1. Давление при входе в насос (показание вакуумметра в сечении 2 2), выраженное в метрах водяного столба.
2. Как изменится величина вакуума в этом сечении, если воду в колодец подавать по двум трубам
6
Бак разделен на два отсека тонкой перегородкой. Из отсека I вода через отверстие в перегородке диаметром d1, расположенном на высоте h1 от дна, поступает в отсек II, а из отсека II через внешний цилиндрический насадок диаметром d2 выливается наружу. Высота расположения насадка над дном – h2. Уровень воды над центром отверстия в отсеке I равен H1 (рис.10 а, б). Движение установившееся.
Требуется определить:
1. Расход Q,
2. Перепад уровней воды в отсеках h.
7
Дорожная насыпь, имеющая высоту Ннас, ширину земляного полотна В = 12 м и крутизну заложения откосов m = 1,5, пересекает водоток с переменным расходом, для пропуска которого в теле насыпи укладывается с уклоном iт, круглая железобетонная труба, имеющая обтекаемый оголовок.
Требуется:
1. Подобрать диаметр трубы для пропуска расхода Qmax в напорном режиме при допустимой скорости движения воды в трубе vдоп = 4 м/с и минимально допустимом расстоянии от бровки насыпи до подпорного уровня аmin = 0,5 м.
2. Определить фактическую скорость движения воды в трубе vф при пропуске максимального расхода и глубину Н воды перед трубой, соответствующую этому расходу.
3. Рассчитать предельные расходы и соответствующие им глубины перед трубой, при которых труба будет работать в безнапорном и полунапорных режимах.