Задача 27.

Рис.

Определить силу давления на цилиндрическую стенку водяного резервуара, а также угол ее наклона , если ее радиус и ширина , высота уровня воды в пьезометре .

Решение. Разложим силу на проекции . Первую силу можно определить, как силу действующую на проекцию стенки на вертикальную плоскость, перпендикулярную плоскости рисунка. Она представляет собой прямоугольник . Тогда:

.

.

Силу можно вычислить через объем тела давления, которое показано на рисунке как заштрихованная область.

Ответ: .

5. Решение инженерных задач с использованием условий равновесия жидкости и твёрдого тела в жидкости. 4ч.

Задача .

Два плунжера, находящиеся в горизонтальной плоскости, уравновешены. Определить показания манометра и силу , если сила . Пощади сечения плунжеров , .

Решение. Согласно закону Паскаля давление в горизонтальной плоскости одинаковое и равно манометрическому.

Сила уравновешивающая второй плунжер

Ответ: , .

6. Гидродинамические расчёты. Определение потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений. 3ч.

7. Расчёт трубопроводов для перекачки жидкостей и газов – определение расхода, давления, диаметра. 4ч.

Задача .

Рис.

Вывести формулу для определения времени выравнивания уровней воды в баках (см. рис.) и вычислить время. Если в начальный момент времени , , площади основания баков , диаметр трубы и ее длина .

Решение.

Введем обозначение , тогда объемный расход за время будет:

,

здесь - коэффициент расхода, - коэффициент гидравлического расхода трубы, - коэффициент местного сопротивления «входа-выхода». С другой стороны , знак – так как объем воды в 1-ом резервуаре уменьшается. Получим два уравнения:

, .

С учетом , после подстановки получаем дифференциальное уравнение:

.

Проинтегрировав его, получим:

.

Ответ: .

Задача .

Трубопровод, состоит из двух участков диаметрами 520х10мм, 412x6мм, с абсолютной шероховатостью = 0,1мм, 0,15мм, и длинами 100км, 100км. Начальная, средняя и конечная геодезические отметки 0м, 50м, 0м. Плотность и вязкость нефтепродукта 750кг/м³, 0,5сСт, скорость 1,2м/с, давление в конце трубопровода 101,3кПа.

Решение.

Перейдем в систему СИ , 100000м, 100000м, = 0,0001м, 0,00015м, и вычислим внутренние диаметры труб Вычислим относительные шероховатости площади сечения и массовый расход

шероховатость относительная b=0.3750E-03

плошадь сечения(м*м) Ss=0.1963E+00

массовый расход Q=0.1767E+03 кг/c

массовый расход Q=0.6362E+06 кг/ч

массовый расход Q=0.1527E+08 кг/сут

массовый расход Q=0.5344E+10 кг/год

массовый расход Q= 5.3438 млн.т/год

объемный расход Q=0.2356E+00 М**3/c

объемный расход Q=0.8482E+03 М**3/ч

объемный расход Q=0.2036E+05 М**3/сут

объемный расход Q=0.7125E+07 М**3/год

расчет участков

номер участка i= 1

средняя скорость на участке (м/с) Ui= 1.2000

число Рейнольдтса Re=0.1200E+07

коэффициент Кориолиса Ak=0.1000E+01

турбулентный

500.0_8/dD=0.2500E+07

переходный - формула Альтшуля lamda=0.1392E-01

потери на трение (м) Hf=0.2046E+03

потери на трение (м) Hf= 204.58

номер участка i= 2

средняя скорость на участке (м/с) Ui= 1.8750

число Рейнольдтса Re=0.1500E+07

коэффициент Кориолиса Ak=0.1000E+01

турбулентный

500.0_8/dD=0.1333E+07

квадратичного сопротивления - формула Шифринсона lamda=0.1531E-01

потери на трение (м) Hf=0.6864E+03

потери на трение (м) Hf= 686.42

суммарная длина (м) Ls =0.2000E+06

минимальная высота (м) Zmin=0.0000E+00

максимальная высота (м) Zmax=0.5000E+02

максимальное давление (Па) Pmax=0.6650E+07

давление (Па)

0.6650E+07 0.4779E+07 0.1013E+06

давление (атм)

0.6563E+02 0.4716E+02 0.1000E+01

минимальный напор (м) Hmin=0.0000E+00

максимальный напор (м) Hmax=0.9048E+03

масштаб по х Dpx=0.9000E-02

масштаб по y Dpy=0.5172E+00

P/Z/X

0.6650E+07 0.4779E+07 0.1013E+06

0.0000E+00 0.5000E+02 0.0000E+00

0.0000E+00 0.1000E+06 0.2000E+06

Ответ:.