ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ



КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Раздел 1

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

(данные для решения задач 2—10 приведены в табл. 1, 2)

 

Задача 1. (Рис. 1.1). Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия пресной воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке A), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении рат, расстояния от свободной поверхности жидкости в резервуаре до точек А и В соответственно h1и h2.


Задача 2. (Рис. 1.2). Закрытый резервуар с морской водой снабжен открытым и закрытым пьезометрами. Определить приведенную пьезометрическую высоту hxподнятия воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении рат, а точка А расположена выше точки В на величину h1.

Задача 3. (Рис. 1.3). Определить абсолютное гидростатическое давление в точке А закрытого резервуара с дистиллированной водой, если при атмосферном давлении ратвысота столба ртути в трубке дифманометра h , а линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки В на величину h1, точка В — выше точки А на величину h 2 .

Задача 4. (Рис. 1.4). Закрытый резервуар снабжен дифма-нометром, установленным в точке В, и закрытым пьезометром. Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия пресной воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если при атмосферном давлении ратвысота столба ртути в трубке дифференциального манометра h , а точка А расположена на глубине h1от свободной поверхности.

Задача 5. (Рис. 1.5). Определить при атмосферном давлении рат высоту hx поднятия ртути в дифференциальном манометре, подсоединенном к закрытому резервуару в точке В, частично заполненному дистиллированной водой, если глубина погружения точки А от свободной поверхности резервуара h1, приведенная пьезометрическая высота поднятия воды в закры-


том пьезометре (соответствующая абсолютному гидростатическому давлению в точке A ) h2.

Задача 6. (Рис. 1.6). К. двум резервуарам А и В, заполненным морской водой, присоединен дифференциальный ртутный манометр. Составить уравнение равновесия относительно плоскости равного давления и определить разность давлений в резервуарах А и В, если расстояния от оси резервуаров до мениска ртути равны h1и h2.

Задача 7. (Рис. 1.7). Дифференциальный ртутный манометр подключен к двум закрытым резервуарам с пресной водой, давление в резервуаре А равно рА. Определить давление в резервуаре В — рв, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления, определить разность показания ртутного дифманометра h .


Задача 8. (Рис. 1.8). Резервуары А и В частично заполнены водой разной плотности (соответственно ρА = 998 кг/м3, ρв=1029 кг/м3) и газом, причем, к резервуару А подключен баллон с газом. Высота столба ртути в трубке дифманометра h, а расстояния от оси резервуаров до мениска ртути равны h1и h2. Какое необходимо создать давление ров баллоне, чтобы


получить давление ρв на свободной поверхности в резервуаре В?

Задача 9. (Рис. 1.9). К двум резервуарам А и В, заполненным нефтью, присоединен дифференциальный ртутный манометр.

Определить разность давлений в точках А и В, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Разность показаний манометра h .

Задача 10. (Рис. 1.10). Резервуары А и В частично заполнены пресной водой и газом. Определить избыточное давление газа на поверхности воды закрытого резервуара В, если избыточное давление на поверхности воды в закрытом резервуаре А равно рА, разность уровней ртути в двухколенном дпфманометре h , мениск ртути в левой трубке манометра ниже уровня воды на величину h1, в правой трубке — h3 = 0,25 h1 высота подъема ртути в правой трубке манометра h 2 . Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено этиловым спиртом.

Раздел 2

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

(данные для решения задач 11—20 приведены в табл. 3)

Задача 11. (Рис. 2.1). Гидравлический пресс с диаметрами поршней Д и d используется для получения виноградного сока. К малому поршню приложена сила Р. Определить сжимающее усилие Р1большого поршня, если к. п. д. гидравлического пресса η = 0,8.

Задача 12. (Рис. 2.2). При ремонте с.-х. машин и оборудования широко используется гидравлический домкрат с диаметрами поршней D и d. Определить усилие Р, которое необходимо приложить к малому поршню, чтобы поднять груз весом G .

Задача 13. (Рис. 2.3). Два вертикальных цилиндра наполнены жидкостью и сообщаются между собой. В цилиндры заключены поршни (левый — диаметром d , правый — диаметром D ), которые находятся в равновесии, причем, над правым поршнем находится воздух при атмосферном давлении р — = 98,1 кПа. Определить, какую надо приложить силу Р к левому поршню (направленную вертикально вверх), чтобы давление воздуха над правым поршнем уменьшилось на 15%. Трением и массой поршня пренебречь.



Задача 14. (Рис. 2.4). Система, состоящая из двух вертикальных цилиндров, соединенных между собой, заполнена жидкостью. В цилиндры заключены поршни диаметрами d и D . В пространстве над правым поршнем — воздух при атмосферном давлении ρ == 98,1 кПа. Как изменится давление воздуха над правым поршнем, если к левому поршню приложить вертикально вниз силу Р? Трением пренебречь.

Задача 15. (Рис. 2.5). Два сообщающихся цилиндра наполнены водой. В левый цилиндр заключен поршень диаметром d , который уравновешивается столбом жидкости Н = 0,35 м в правом цилиндре. Определить вес поршня G. Трением пренебречь.

Задача 16. (Рис. 2.6). Определить высоту поднятия воды поршневым насосом, если давление пара ρ = 170 кПа, а диаметры цилиндров D и d . Потерями в системе пренебречь.

Задача 17. (Рис. 2.7). Для повышения гидростатического давления необходимо создать мультипликатор со следующими параметрами: давление на входе ρ1 = 30 кПа, давление жидкости на выходе в 100 раз больше, диаметр малого поршня d . Определить диаметр большого поршня D и давление на выходе ρ2.

Задача 18. (Рис. 2.8). Для накопления энергии используется грузовой гидравлический аккумулятор с диаметром плунжера D , вес которого G и ход Н = 6 м. Определить запасаемую аккумулятором энергию, если к. п. д. аккумулятора η = 0,85.

Задача 19. (Рис. 2.9). Цилиндрический резервуар диаметром D и весом G, заполненный водой на высоту а = 0,5 м, висит на поршне диаметром d . К поршню через блоки подвешен груз, удерживающий систему в равновесии. Определить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие в цилиндре. Трением в системе пренебречь.

Задача 20. (Рис. 2.10). На цилиндрическом сосуде, заполненном воздухом, висит плунжер диаметром d и весом G. Определить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие плунжера. Трением в системе пренебречь.


 

Раздел 3

ДАВЛЕНИЕ НА ПЛОСКУЮ СТЕНКУ

(данные для решения задач 21—30 приведены в табл. 4)

 

В задачах 21—30 необходимо построить эпюру гидростатического давления.

Задача 21. (Рис. 3.1). Шлюзовое окно закрыто щитом треугольной формы шириной а. За щитом воды нет, а глубина воды перед ним — h1, при этом горизонт воды перед щитом совпадает с его вершиной. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления на щит.

Задача 22. (Рис. 3.2). Плоский квадратный щит шириной b установлен с углом наклона к горизонту α. Глубина воды перед щитом — h1,защиты — h 2 . Определить силу абсолютного гидростатического давления и центр давления жидкости на щит.

Задача 23. (Рис. 3.3). Для сброса излишков воды используется донный водовыпуск, прямоугольный затвор которого имеет размеры а и b , угол наклона α. Глубина воды от ее свободной поверхности до нижней кромки затвора — h1. Определить силу избыточного гидростатического давления жидкости на затвор водовыпуска.

Задача 24. (Рис. 3.4) Затвор донного водовыпуска треугольной формы имеет ширину а и высоту b. Угол наклона затвора а, нижняя кромка затвора находится в воде на глубине h1. Определить силу абсолютного гидростатического давления жидкости и положение центра давления на затвор.

Задача 25. (Рис. 3.5). Цистерна диаметром Д=1,4 м заполнена керосином (плотность ρк = 830 кг/м3) на глубину h1. Определить силу избыточного гидростатического давления р, которую необходимо приложить для открытия крышки А цистерны, а также найти координату точки приложения этой силы.

Задача 26. (Рис. 3.6). Отверстие шлюза-регулятора перекрыто плоским металлическим затвором высотой а, шириной bи толщиной с = 0,25 b; удельный вес материала, из которого он изготовлен γ3= 11 кН/м3. Глубина воды слева от затвора h1, а справа — h 2 . Коэффициент трения скольжения f = 0,45. Определить начальную силу тяги Т, необходимую для открытия


затвора, равнодействующую силы давления воды на затвор и положение центра ее приложения.

Задача 27. (Рис. 3.7). Прямоугольный щит высотой а, шириной b , толщиной с = 0,25 Ь, массой m = 1,8 т, с углом наклона αперекрывает отверстие в теле плотины. Нижняя кромка щита находится в воде на глубине h1, коэффициент трения скольжения его направляющих f = 0,3. Определить силу тяги Т, которая необходима для поднятия щита вверх.

Задача 28. (Рис. 3.8). Плоский прямоугольный щит размерами а x b , весом G = 26 кН, перекрывает выходное отверстие резервуара. Глубина воды перед щитом от свободной поверхности воды до нижней его кромки h1, за щитом — h2. Определить начальную силу тяги Т троса, необходимую для открытия щита. Трением в шарнирах пренебречь.

Задача 29. (Рис. 3.9). Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана, представляющая собой плоский прямоугольный щит, который может вращаться вокруг горизонтальной оси О. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1,а за щитом — h 2 . Определить положение оси вращения щита х0, при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины, щит опрокидывался бы под ее давлением.

Задача 30. (Рис. 3.10). Ирригационный канал перегораживается плоским квадратным щитом шириной а, весом G = = 20 кН, с углом наклона α. Глубина воды перед щитом h1, a за ним — h2, Определить, пренебрегая трением в шарнире, начальную силу тяги Т, которую необходимо приложить для подъема щита.


Раздел 4


Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 102;