Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЗАДАЧ .doc
Скачиваний:
23
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
32 Мб
Скачать
☆

7.3. Задачи для самостоятельного решения

Задача 7.3.1. Определить среднюю скорость течения V и расход Q воды в канале трапецеидального сечения. Ширина канала по дну b=___м, коэффициент откосов т=___ , глубина наполнения h=___ м, уклон дна i=____ . Стенки канала гладкие, земляные; движение - равномерное. Данные приведены в табл. 7.3.1..

Таблица 7.3.1.

№ варианта

b, м

h, м

m

i

1

3

1

1,5

0,002

2

3,4

1,66

1,75

0,0018

3

3,9

1,34

2

0,0024

4

4

2

1,5

0,002

5

5

2

1,75

0,0018

6

5,6

3,5

2

0,0015

Задача 7.3.2. Определить расход воды QB в бетонированном канале полу­круглого сечения R=1 м, если падение дна на 1 км составляет 8см. Найти также расход нефти QH по тому же каналу, если плотность нефти =880кг/м3 , а кинематический коэффициент вязкости =0,310-4м2/с.

Задача 7.3.3. Кювет, стенки которого бетонированы, имеет в сечении форму треугольника с углом при вершине = __° и высотой h = ___ м, должен пропускать расход Q=____ji/c воды, не переполняясь. Определить уклон дна I .

Данные приведены в табл. 7.3.2..

Таблица 7.3.2.

№ варианта

, 

h, м

Q,л/с

1

90

1

200

2

80

1,66

250

3

100

1,34

230

4

120

2

340

5

80

2

320

6

95

3,5

500

Задача 7.3.4. Канал с хорошей бутовой облицовкой трапецеидального профиля (b=__ м, Н=__м, =___°). При низкой воде глубина наполнения h= 0,5 м, а при высокой воде канал наполняется до краев. В каком отношении находятся расходы при высокой и низкой воде? Данные приведены в табл. 7.3.3..

Таблица 7.3.3.

№ варианта

b, м

H, м

1

3

1

45

2

4

2

60

3

5

3

70

4

4

4

30

5

5

2

40

6

6

4

45

Задача 7.3.5. Какую ширину b должен иметь канал прямоугольного сече­ния длиной l=_____ м, вырытый в естественном грунте на глубину Н=__3 м, если для пропуска воды в количестве Q=___ м3/с используется естественная разность отметок его концов z = ___ м. Данные приведены в табл. 7.3.4..

Таблица 7.3.4.

№ варианта

l, м

H, м

Q,м3/с

Z, м

1

1100

3

600

5

2

1000

2,5

600

4,5

3

2100

3

700

6

4

1900

4

300

6

5

1000

2

400

5

6

900

4

450

4,5

Задача 7.3.6. Бетонированный канал-лоток, имеет форму прямоугольника с основанием b=__м. Уклон дна канала составляет 1:10000. Какую глубину h, должен иметь канал, чтобы при расходе Q =____ м3/с он не переполнялся. Данные приведены в табл. 7.3.5..

Таблица 7.3.5.

№ варианта

b, м

Q,м3/с

1

1,1

0,600

2

1

0,600

3

2,1

0,700

4

1,9

0,300

5

1

0,400

6

0,9

0,450

Задача7.3.7.Рассчитать трапецеидальный канал гидравлически наивыгоднейшего очертания и определить уклон его дна i, необходимый для пропуска расхода Q=__ м3/с при средней скорости V=__ м/с. Стенки и дно канала выложены крупным камнем; коэффициент откоса m = __. Данные приведены в табл. 7.3.6..

Таблица 7.3.6.

№ варианта

Q,м3/с

V, м/c

m

1

10

0,7

1,5

2

15

0,75

1,75

3

29

0,7

2

4

12

0,75

1,5

5

16

0,7

1,75

6

18

0,75

2

Задача7.3.8. Определить ширину трапецеидального канала по дну b, имеющего коэффициент откоса т=__ при глубине h=__ м и уклоне дна

i=__, если в канале имеет место равномерное движение и расход воды Q=___ м3/с. Стенки канала—плотная глина. Данные приведены в табл. 7.3.7..

Таблица 7.3.7.

№ варианта

Q,м3/с

h, м

m

i

1

10

1,7

2,5

0,00004

2

15

1,75

2,75

0,00005

3

29

1,25

2

0,00006

4

12

1,0

2,5

0,00004

5

16

1,7

2,75

0,00005

6

18

1,25

2,25

0,00006

Задача 7.3.9. Определить гидравлически наивыгоднейшие размеры канала трапецеидального сечения для пропуска воды в количестве Q=___м3/c уклон дна канала i=___ , коэффициент откоса т=__; стенки канала земляные. Данные приведены в табл. 7.3.8..

Таблица 7.3.8.

№ варианта

Q,м3/с

m

i

1

10

2,5

0,0004

2

15

2,75

0,0005

3

29

2

0,0006

4

12

2,5

0,0004

5

16

2,75

0,0005

6

18

2,25

0,0006

Задача 7.3.10. Рассчитать заложение откоса стенок гидравлически наивы­годнейшего канала трапецеидальной формы для пропуска расхода воды Q=__м3/с при глубине наполнения канала h=__ м и уклоне его дна i= ____; стенки канала бетонные. Данные приведены в табл. 7.3.9..

Таблица 7.3.9.

№ варианта

Q,м3/с

h, м

i

1

10

1,7

0,00004

2

15

1,75

0,00005

3

29

1,25

0,00006

4

12

1,0

0,00004

5

16

1,7

0,00005

6

18

1,25

0,00006

Задача 7.3.11. Определить ширину канала по дну b и ширину по урезу В для условий предыдущей задачи при m=1,5.

Задача 7.3.12. В канале прямоугольного сечения шириной b=8 м течет поток воды. Глубина потока в рассматриваемом сечении h=3м. Стенки канала -бетонные, грубые. Расход воды Q=20,2m3/c.Определить характер течения жидкости, если уклон дна канала i=0,0001. Данные приведены в табл. 7.3.10..

Таблица 7.3.10.

№ варианта

Q,м3/с

h, м

b, м

i

1

20

2,7

10

0,0004

2

25

2,75

8

0,0005

3

29

2,25

9

0,0006

4

22

3,0

14

0,0004

5

26

2,7

12

0,0005

6

28

2,25

12

0,0006

Задача 7.3.13. Проектируется канал наивыгоднейшего трапецеидального сечения, предназначенный для пропуска воды в количестве Q=____ м3/с, которая забирается из реки. Вместе с ней в канал попадают и донные наносы крупностью до d=__ мм. Выбрать скорость V, при которой канал не заиляется и не размывается, если грунт, в котором он прорыт, представляет собой глину. Определить также наивыгоднейшие размеры канала и его уклон i, если коэффициент откосов т =___ и коэффициент шероховатости стенок и дна п =___. Данные приведены в табл. 7.3.11..

Таблица 7.3.11.

№ варианта

Q,м3/с

d, мм

m

n

1

20

2,7

1,5

0,025

2

25

2,75

1,75

0,02

3

29

2,25

2,5

0,025

4

22

3,0

2,25

0,02

5

26

2,7

2

0,02

6

28

2,25

2

0,025

Приложения

Приложение 1

Значения кинематического коэффициента вязкости v воды в зависимости от температуры

t,°C

vxlO6

t,°C

vxlO6

t,°C

vxlO6

t,°C

vxlO6

1

1.73

9

1.35

17

1.09

30

0.80

2

1.67

10

1.31

18

1.06

35

0.73

3

1.62

11

1.27

19

1.04

40

0.66

4

1.57

12

1.24

20

1.01

45

0.60

5

1.52

13

1.21

22

0.99

50

0.56

6

1.47

14

1.18

24

0.92

55

0.51

7

1.43

15

1.15

26

0.88

60

0.48

8

1.39

16

1.12

28

0.84

70

0.41

Приложение 2

Объемный вес , плотность  и коэффициент кинематической вязкости  некоторых жидкостей при температуре 20°С

, кг/м3

, см2/c

Наименование жидкости

20°С

50°С

20°С

40°С

60°С

80°С

Анилин

1040

0,043

Бензин

880

0,0073

0,0059

0,0049

Вода пресная

998,2

0,01012

0,0065

0,0047

0,0036

Глицерин безводный

1250

9,7

3,3

0,88

0,38

Керосин

800

0,025

0,018

0,012

0,010

Масло:

касторовое

960

15

3,5

0,88

0,35

трансформаторное

884

880

0,28

одз

0,076

0,084

АМГ-10

850

0,17

0,11

0,085

0,065

веретенное АУ

892

0,48

0,19

0,098

0,059

индустриальное 12

883

0,48

ОД 9

0,098

0,059

индустриальное 20

891

0,85

0,33

0Д4

0,080

индустриальное 30

901

1,8

0,56

0,21

0Д1

индустриальное 50

910

5,3

и

0,38

0Д6

турбинное

900

0,97

0,38

0,16

0,088

Ртуть

13547

0,0016

0,0014

0,0010

Спирт этиловый

789

0,00151

Эфир этиловый

715

0,00363

Указание. Плотность жидкости при другой температуре можно определить по формуле

где m - плотность жидкости при температуре Т= Т0 + T; T - изменение температуры: Т0 -температура, при которой плотность жидкости равна р ; - коэффициент температурного расширения жидкости ( например, для минеральных масел в среднем можно принять =0,00071/°С).

Приложение 3

Момент инерции Jc плоских фигур относительно горизонтальной оси,

проходящей через центр тяжести; координата центра тяжести s; площадь .

Фигура

Jc

s

Приложение 4

Значения эквивалентной шероховатости для труб из различных материалов

Трубы, их материал и состояние

экв ,мм

Цельнотянутые трубы:

Новые технические гладкие из стекла, латуни, меди,

свинца

0,0015...0,01

То же, из алюминия

0,015...0,06

Стальные новые

0,02...0,05

Стальные после нескольких лет эксплуатации,

очищенные и бигумизированные

0,15...0,3

Стальные сварные трубы:

Новые

0,04...0,1

Бывшие в эксплуатации

0,1...0,15

Умеренно заржавленные

0,3...0,7

Старые заржавленные

0,8.. .1,5

Сильно заржавленные с большими отклонениями

2...4

Оцинкованные стальные трубы:

Новые чистые

0,07...0,15

Бывшие в эксплуатации

0,18

Чугунные трубы:

Новые

0,25..1

Новые бигумизированные

0,15

Асфальтированные

0,12...0,3

Бывшие в эксплуатации

1...1,5

Со значительными отложениями

2...4

Очищенные, после многих лет эксплуатации

0,3...1,5

Бетонные и другие трубы:

Бетонные, хорошая поверхность с затиркой

0,3...0,8

То же, при среднем качестве работ; железобетонные

2,5

То же, при грубой поверхности

3...9

Асбестоцементные новые

0,05...0,1

То же, бывшие в эксплуатации

0,6

Рукава и шланги резиновые

0,03


Приложение 6

Значения коэффициентов м некоторых местных сопротивлений в квадратичной области сопротивления

Тип сопротивления

Схема сопротивления

Значения

коэффициента м

Вход в трубу

0,5

Внезапное сужение

Внезапное расширение

Плавный поворот

d/R

0,2

0,14

0,4

0,21

0,6

0,44

0,8

0,98

Крутой поворот

20

0,12

30

0,16

60

0,56

90

1,19

Выход из трубы в резервуар

1,0

Задвижка (задв..)

a/d

Простая

Лудло

0,1

160

200

0,2

35

33

0,3

10

11

0,4

4,6

4,7

0,5

2,1

2,35

0,6

0,98

1,23

0,7

0,44

0,67

0,8

0,17

0,31

0,9

0,06

0,11

1

0,05

0,05

Кран пробковый (п.к.)

10

0,31

20

1,84

30

6,15

40

20,7

50

95,3

Тип клапана

Схема сопротивления

Значения

коэффициента м

Обратный клапан (о.к.)

Диаметр d, мм

40

70

100

200

300

500

750

1,3

1,4

1,5

1,9

2,1

2,5

0,9

Всасывающий клапан с сеткой (к.с)

12

8,5

7,0

4,7

3,7

2,5

1,6

Вентиль (в)

h/d

0,2

0,3

0,5

0,6

0,7

0,8

1

13

5,8

2,0

1,4

1,0

0,8

0,5

Приложение 7

Значения расходных характеристик (модулей расхода) К для стальных и чугунных труб при квадратичной области сопротивления

Внутренний

Площадь

Нормальные

Новые чугунные

Новые стальные

стандартный

поперечного

(бывшие в

трубы

трубы

диаметр трубы

d,м

сечения трубы , м2

эксплуатации) трубы (стальные и чугунные)

К, м3/с

К, м3/с

К, м3/с

0,050

0,00196

8,313*10-3

9,947*10-3

10,1*10-3

0,075

0,00442

0,02477

0,02927

0,02970

0.100

0,00785

0,05361

0,06285

0,06373

0,125

0,01227

0,09739

0,11350

0,1151

0,150

0,01766

0,1584

0,18390

0,1863

0,200

0.03142

0,3408

0,3930

0,3980

0,250

0,04906

0,6164

0,7076

0,7163

0,300

0,07065

0,9993

1,1430

1,157

0,350

0,09616

1,503

1,715

1,735

0,400

0,1256

2,140

2,435

2,463

0,450

0,15896

2,920

3,316

3,354

0,500

0,19625

3,857

4,374

4,423

0,600

0,28260

6,239

7,053

7,131

0,700

0,38465

9,362

10,560

10,674

0,800

0,50240

13,301

14,973

15,132

0,900

0,63585

18,129

20,373

20,587

1.000

0,78500

23,911

26,832

27,111

1,10

0,94985

30,709

34,416

34.769

1,20

1,1304

38,601

43,211

43,650

1,30

1,32665

47,604

53,232

53,769

1,40

1,53860

57,807

64,581

65,226

Приложение 8

Значения поправочного коэффициента 1

Вид труб

Средняя скорость потока v, м/с

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,5

3,0

Нормальные

стальные и

чугунные

0,92

0,94

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1.00

Новые чугунные

0,81

0,84

0,86

0,87

0,89

0,91

0,92

0,93

0,94

0,95

0,96

0,98

0,99

Новые стальные

0,91

0,92

0,93

0,94

0,95

0,95

0,96

0,97

0,97

0,98

0,98

0,99

0,99


Приложение 9

Значение предельных средних скоростей Vпред , м/с

Трубы

Внутренние диаметры труб d, м

0,05

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

1,0

1,4

Новые

2,8

3,2

3,5

3,7

3,8

3,9

4,0

4,2

4,4

стальные

Новые

2,5

2,8

3,1

3,3

3,4

3,5

3,6

3,8

4,0

чугунные

Нормальные

0,8

0,9

1,0

1,1

1,1

1,2

1,2

1,3

1,3

(стальные и

чугунные)


Приложение 10

Значения стандартных диаметров d труб для пропуска рекомендуемых

предельных ( из экономических соображений) расходов воды Q

Внутренний

стандартный

диаметр d, м

0,050

0,075

0,100

0,125

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0,400

0,450

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

1,000

1,100

Рекомендуе-

мой

предельный

расход Q, м3/с

0,0015

0,003

0,006

0,01

0,015

0,03

0,05

0,074

0,106

0,145

0,190

0,245

0,365

0,520

0,705

0,920

1,200

1,475


Приложение 11

Значения коэффициента шероховатости п естественных и искусственных русел

Поверхность русла

n

Естественные русла:

Чистое, прямое, незасоренное русло со свободным

течением (глина, мелкий песок, гравий)

0,025

Периодические потоки в очень хорошем состоянии поверхности и формы ложа, но с заметным

содержанием наносов

Сильно засоренные, извилистые русла с заросшими

берегами

0,033

0,05

Русла горноводопадного типа с валунами и извилистым ложем;искривленные равнинные русла с заводями и

косоструйным течением

0,10

Реки болотного типа; течение с выходом на пойму Искусственные русла:

0,13

Оштукатуренная цементным раствором поверхность

0,011

Бетонная поверхность без затирки

0,013

Металлическая, гладкая

0,012

Деревянная из строганных досок

0,0,013

Кирпичная кладка, покрытая цементным раствором

0,015

Бутовая кладка на цементном растворе

0,018

Мощение булыжным камнем

0,02

Одернованная поверхность

0,025

Каменная наброска в плетнях

Каналы в плотном лессе; плотной земле;плотном

0,025

мелком гравии

Большие земляные каналы в хороших условиях

0,017

содержания

Большие земляные каналы в удовлетворительных

0,02

условиях содержания

Малые земляные каналы при полной планировке дна и

0,025

откосов

Каналы и русла в скальных породах в средних условиях

0,0275

содержания

0,03

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Сборник задач по машиностроительной гидравлике; Учебное пособие для машиностроительных вузов / Д.А. Бутаев, З.А. Калмыкова, Л.Г. Подвидз и др. -М.: Машиностроение, 198L-464c.

2.Примеры расчетов по гидравлике: Учебное пособие для студентов строи­тельных специальностей вузов/ АД. Альтшуль, В.И. Калицун, Ф.Г. Майра-новский, П.П. Палыунов -М.: Стройиздат, 1977,- 255с.

3. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам /Под общей редакцией Б.Б. Некрасова.-Минск: Вышэйшая школа, 1985.-382с.

4.Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродина­мика: Учебник для вузов.-М.: Стройиздат, 1987.-414с.

5.Френкель Н.З. Гидравлика. Учебник для механических и машинострои­тельных специальностей вузов.-М.;Л.: Госэнергоиздат,1956.- 456с.

6.Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу: Учебное посо­бие для машиностроительных специальностей вузов/ Под редакцией Б.Б. Не-красова.-М.: Высшая школа, 1989.-192с.

7.Сборник задач по гидравлике: Учебное пособие для вузов/ Под редакцией В.А. Большакова.-Киев: Вища школа, 1979.- 336с.

8.Справочник по гидравлике / Под редакцией В.А. Большакова.- Киев: Вища школа,1984.~ 343с.

9.Сборник заданий для выполнения расчетно-графичеекой работы по курсу "Гидравлика и гидравлические машины и компрессоры"/ Под редакцией АЛЛ. Барекяна.Калинин: Изд. Калининского политехнического институ­та, 1973.-127с.

10.Барекян АЛЛ., Челышев А.К. Задачи по механике жидкости с решениями и рекомендациями по их оформлению: Учебное пособие для студентов, обу­чающихся по техническим направлениям ТГТУ.-Тверь.: Изд. Тверского го­сударственного технического университета, 1997.-158с.

11.Сборник заданий по гидравлике для гидромелиоративных и гидротехни­ческих факультетов гидромелиоративных институтов./ А.В. Андреевская, Н.Н. Кременецкий, М.В. Панова, Д.В. Штеренлихт. М.: МГМИ,1968.-260с.

12.Андреевская А.В., Кременецкий Н.Н., Панова М.В. Задачник по гидравли­ке: Учебное пособие для гидромелиоративных и гидротехнических факульте­тов и вузов.~М.:Энергия,1970.-424с.

13.Дробнис В.Ф. Гидравлика и гидравлические машины: Учебное пособие для студентов пед. инстит. по спец. №2120 "Общетехнические дисциплины и труд".-М.: Просвещение,1987.-191с.

14.Примеры гидравлических расчетов:Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Автомобильные дороги"/ А.И. Бого­молов, Н.М. Константинов, В.А. Александров, Н.А. Петров - М.: Транспорт, 1977.- 526с.

15.Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие.- М.:Стройиздат, 1984.- 116с.