Учебно-методическое пособие Нижний Новгород




НазваниеУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
страница3/11
Дата публикации20.06.2013
Размер0.94 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
www.lit-yaz.ru > Право > Учебно-методическое пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Задача 2.6. Определить при каком значении вакуумметрического давления р0вак в закрытом резервуаре жидкость поднимается на высоту h = 0,5 м, плотность жидкости ρ = 1100 кг/м3, атмосферное давление ра = 0,1 МПа.

Задача 2.7. На какую высоту h поднимется ртуть в трубке, присоединенной к закрытому резервуару, вакуумметрическое давление в котором р0вак = 0,6·105 Па. Плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3.

Задача 2.8. Определить избыточное давление р в закрытом резервуаре при условии: h1 = 0,6 м, плотность жидкости ρ = 900 кг/м3. Атмосферное давление ра = 0,1 МПа. Чему равно абсолютное давление на дно резервуара при h2 = 1,0 м. Построить эпюру избыточного давления на боковую поверхность резервуара.

Задача 2.9. В U-образную трубку налиты ртуть и вода. Определить h, если hрт = 80 мм; плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3, воды – ρв = 1000 кг/м3 .
Задача 2.10. При измерении уровня жидкости в резервуаре барботажным методом по трубке продувают воздух. Показания манометра рм = 75 кПа. Определить уровень жидкости в резервуаре Н. Относительная плотность жидкости δ = 0,86, h = 0,2 м.

Задача 2.11. Определить манометрическое давление в трубопроводе А, если высота столба ртути по пьезометру h2 = 25 см. Центр трубопровода расположен на h2 = 40 см ниже линии раздела между водой и ртутью.

Задача 2.12. Абсолютное давление в трубопроводе В рв = 1,5·105 Па. Определить избыточное давление в трубопроводе С, если оба трубопровода заполнены водой, а показания дифференциального ртутного манометра h = 20 см (ρрт = 13600 кг/м3).

Задача 2.13. Определить разность давлений в трубопроводах В и С, если оба трубопровода заполнены водой, а показания дифференциального ртутного манометра h = 320 мм (ρрт = 13600 кг/м3).

Задача 2.14. Вакуумметрическое давление в трубопроводе В рв = 25 кПа. Определить абсолютное и избыточное давление в трубопроводе С, если трубопровод В заполнен жидкостью с относительной плотностью δ =1,18, трубопровод С – водой. Показания дифференциального ртутного манометра h = 0,25 м, Н = 0,85.

Задача 2.15. Определить избыточное давление воды в трубе по показаниям батарейного ртутного манометра. Отметки уровней от оси трубы z1 = 1,75 м, z2 = 3 м, z3 = 1,5 м, z4 = 2,5 м. Плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3, воды - ρв = 1000 кг/м3image2476.gif (3299 bytes)


 Задача 2.16. Для опрессовки водой подземного трубопровода (проверки на герметичность) применяется ручной поршневой насос. Определить объем воды (Е = 2000 МПа), который нужно накачать в трубопровод для повышения избыточного давления в нем от 0 до 1,0 МПа. Длина трубопровода L = 500 м, диаметр – d = 100 мм. Чему равно усилие на рукоятке насоса в последний момент опрессовки, если диаметр поршня насоса dн = 40 мм, а соотношение плеч рычажного механизма а/b = 5?

Задача 2.17. Определить абсолютное давление в точке А и вес груза ^ G, лежащего на поршне 2, если для его подъема к поршню 1 приложена сила F = 500 Н. Диаметры поршней D = 300 мм, d = 80 мм. Высота Н = 1,5 м. Плотность масла ρм = 850 кг/м3.

Задача 2.18. Определить силу, прижимающую всасывающий клапан диаметром D2 = 150 мм к седлу, имеющему диаметр ^ D3 = 80 мм, если диаметр насосного цилиндра D1 = 250 мм, а усилие, действующее на шток, Р = 500 Н. Седло клапана расположено ниже оси цилиндра на h1 = 0,9 м и выше свободной поверхности жидкости на h2 = 4,5 м, причем труба под клапаном заполнена водой.

Задача 2.19. Паровой прямодействующий насос подает воду на высоту H = 50 м. Каково рабочее давление пара, если диаметр парового цилиндра D = 200 мм и d = 100 мм? Давление на поршнях со стороны штоков считать атмосферным.

Задача 2.20. Определить силу F, которую необходимо приложить к штоку поршня для удержания в равновесии, если мановакууметр показывает давление выше атмосферного ризб = 35 кПа. Диаметр поршня d = 150 мм, высота Н = 1,85 м, плотность жидкости ρ = 920 кг/м3.

Контрольные вопросы и задания
1. Какие силы действуют на жидкость, находящуюся в состоянии равновесия?

2. Перечислите свойства гидростатического давления.

3.  Запишите основное уравнение гидростатики и объясните его физический смысл.

4. В чем заключается практическое использование основного уравнения гидростатики?

5. Дайте формулировку закона Паскаля. Приведите примеры его практического применения.

6.Что такое абсолютное, атмосферное, избыточное давление и давление вакуума? В чем различие между ними?

7. Какие единицы давления используются при технических расчетах. Покажите пересчет давления из одной системы в другие.

8. Что понимают под геометрической, пьезометрической высотой и поверхностью уровня?
Примерные темы докладов и рефератов
1. Приборы для измерения давления, их достоинства и недостатки.

2. Практическое применение законов гидростатики.

3. Гидравлические прессы. Их устройство, принцип действия и область применения.

3. Силы давления покоящейся жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Эпюры давления

Из основного уравнения гидростатики следует, что полная сила давления жидкости на плоскую стенку равна произведению смоченной площади стенки S на гидростатическое давление рс в центре тяжести этой площади



или , (3.1)

где - глубина погружения центра тяжести смоченной площади стенки.

^ Центр давления – точка приложения силы давления от веса жидкости –располагается ниже центра тяжести или совпадает с последним в случае горизонтальной стенки. Положение центра давления относительно линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью определяется формулой

(3.2)

где J0 - момент инерции площади S, проходящей относительно центральной оси, перпендикулярной плоскости стенки; площади.

Таким образом, смещение центра давления относительно центра тяжести



Формулы для определения центра тяжести и моментов инерции плоских фигур относительно оси, проходящей через центр тяжести приведены в приложении 5.

При воздействии жидкостей с обеих сторон стенки сначала необходимо определить силы давления по обе стороны от стенки, а затем найти их результирующую по правилу сложения параллельных сил.


Сила давления жидкости на криволинейную стенку равна векторной сумме горизонтальной и вертикальной составляющих полной силы:

(3.3)

Горизонтальная составляющая численно равна силе давления на вертикальную проекцию стенки:

(3.4)

Вертикальная составляющая численно равна весу жидкости в объеме тела давления:

(3.5)

^ Телом давления называют объем жидкости, ограниченный данной криволинейной поверхностью, вертикальной поверхностью, проведенной через нижнюю образующую криволинейной поверхности, и свободной поверхностью жидкости.

Направление силы суммарного давления определяется углом β, образуемым вектором F и горизонтальной плоскостью:

(3.6)
Примеры гидравлических расчетов
Пример 3.1. Две вертикальные трубы центрального отопления соединены горизонтальным участком, на котором установлена задвижка диаметром d = 0,2 м. Температура воды в правой вертикальной трубе 80°С, а в левой 20°С. Найти разность сил суммарного давления на задвижку справа Fпр и слева Fл. Высота воды в вертикальных трубах над уровнем горизонтальной трубы h = 20 м.

Решение:

Плотность воды при температуре t1 = 20°С до t2 = 80°С определим по таблице 4.1 (приложение 4):





Сила суммарного давления на диски задвижки





Разность сил суммарного давления

.
Пример 3.2. Щит, перекрываемый канал, расположен под углом α = 45° к горизонту и закреплен шарнирно к опоре над водой. Определить усилие, которое необходимо приложить к тросу для открывания щита, если ширина щита b = 2 м, глубина воды перед щитом h1 = 2,5 м, а после щита h2 = 1,5 м. Шарнир расположен над высоким уровнем воды на расстоянии h3 = 1 м. Весом щита и трением в шарнире можно пренебречь.

Решение:

Усилие ^ Т, которое необходимо приложить к тросу, определим из уравнения моментов сил относительно шарнира О:



Определим силу суммарного давления воды на щит слева

где глубина погружения центра тяжести

;

площадь смоченной поверхности .

Тогда

Аналогично определим силу суммарного давления справа



Вертикальные координаты точек приложения сил (центр давления) определяем по формуле

Откуда

Расстояния от шарниров до центров приложения сил давления:





Так как α = 45°

Следовательно,
Пример 3.3. Определить силу суммарного давления на секторный затвор и ее направление. Глубина воды перед затвором H = 4 м, длина затвора L = 8 м, угол α = 60°.

Решение:

Равнодействующую сил давления определяем по формуле



Горизонтальная составляющая силы давления равна силе давления на вертикальную проекцию затвора:



– глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности (Приложение 5);

– площадь вертикальной проекции,

следовательно,


Вертикальную составляющую силы давления определяем по формуле



где - объем тела авс длиной L.





Площадь сектора:







Окончательно, получаем

Вычислим равнодействующую сил давления



Направление этой силы определяется углом β:



Следовательно, угол β =18°25’.
Методические рекомендации к проведению расчетов
Для того, чтобы определить силу суммарного давления на плоскую стенку следует:

  1. определить глубину погружения центра тяжести стенки (используя приложение 5);

  2. найти площадь смачиваемой поверхности стенки S;

  3. рассчитать суммарную силу давления по формуле (3.1);

  4. точку приложения силы давления – центр давления – определить по формуле (3.2), где момент инерции рассчитывается по формулам, приведенным в приложении 5 (см. примеры 3.1 и 3.2)


Для того, чтобы определить силу суммарного давления на криволинейную стенку следует:

  1. определить горизонтальную и вертикальную составляющие по формулам (3.4) и (3.5);

  2. вычислить суммарную силу давления, используя формулу (3.3);

  3. направление силы давления показать, определив угол β по формуле (3.6) (см. пример 3.1).


Для построения эпюр давления – диаграмм распределения давления на смоченную поверхность следует:

  1. в точке соприкосновения свободной поверхности жидкости со стенкой восстанавливают перпендикуляр и на нем откладывают значение давления р0;

  2. из точки пересечения стенки со дном восстанавливают другой перпендикуляр, равный в масштабе сумме значений р0 и ρgH;

  3. соединив полученные отрезки, получают эпюру абсолютного давления.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
Мордашов Ю. Ф., Димов Н. Н., Жустев И. В. / Учебно-методическое пособие. Н. Новгород: вгипу, 2010. – 62 с

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников, учителей...
В 75 Воробьёва М. С. Н. В. Гоголь. «Шинель», «Ревизор», «Мёртвые души». Учебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников,...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 190603. 65 Сервис транспортных машин и оборудования...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород 2010 министерство образования...
Учебно-методическое пособие предназначено для курсового проектирования по специальности 061000 дисциплине «Основы транспортно-экспедиционного...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород 2010 министерство образования...
Учебно-методическое пособие предназначено для курсового проектирования по специальности 061000 дисциплине «Основы транспортно-экспедиционного...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальностям...
Конфликтология: теория и практика управления конфликтами: Учебно-методическое пособие: Для студентов, обучающихся по специальностям...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие. Н. Новгород: нгпу, 2008. 55 с
Теоретические и прикладные проблемы номинации в курсе «Теория языка»: Учебно-методическое пособие. – Н. Новгород: нгпу, 2008. – 55...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Н. Новгород
...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие специальность 050104 «Безопасность жизнедеятельности»
Учебно-методическое пособие / М. Б. Звонкова, А. В. Неделяева, Ю. В. Егорова, Е. Л. Агеева Н. Новгород: нгпу, 2008. 48 с

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconПрактикум Нижний Новгород 2011 Министерство образования и науки РФ...
Учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей, аспирантов, студентов, занимающихся изучением истории экономики



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
www.lit-yaz.ru
главная страница