ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

(данные для решения задач 2 – 10 приведены в табл. 2.2 – 2.3)

Задача 1. (Рис 1.1.) Определить приведенную пьезометрическую высоту h_x поднятия пресной воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении p_ат, расстояния от свободной поверхности жидкости в резервуаре до точек А и В соответственно h₁ и h₂.

Задача 2. (Рис. 1.2). Закрытый резервуар с морской водой снабжен открытым и закрытым пьезометрами. Определить приведенную пьезометрическую высоту h_x поднятия воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении p_ат, 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 p_ат высота 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 h₂.

Задача 4. (Рис. 1.4). Закрытый резервуар снабжен дифманометром, установленным в точке В, и закрытым пьезометром. Определить приведенную пьезометрическую высоту h_x поднятия пресной воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению и точке А), если при атмосферном давлении p_ат высота столба ртути в трубке дифференциального манометра h, а точка А расположена на глубине h₁ от свободной поверхности.

Задача 5.(Рис. 1.5). Определить при атмосферном давлении рат высоту p_ат 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 закрытом пьезометре (соответствующая абсолютному гидростатическому давлению в точке А) 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 h₁ и h₂.

Задача 7. (Рис. 1.7). Дифференциальный ртутный манометр подключен к двум закрытым резервуарам с пресной водой, давление в резервуаре А равно р_А. Определить давление в резервуаре В - р_В, 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 р_А=998 кг/м³, р_В= 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 h₁ и h₂. Какое необходимо создать давление р_О в баллоне, чтобы получить давление р_В 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 р_А, разность уровней ртути в двухколенном дифманометре 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 h₂. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено этиловым спиртом.

ТЕМА 2

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

(данные для решения задач 11—20 приведены в табл. 2.4)

Задача 11. (Рис. 2.1). Гидравлический пресс с диаметрами поршней D и d используется для получения виноградного сока. К малому поршню приложена сила Р. Определить сжимающее усилие P₁ большого поршня, если КПД гидравлического пресса ŋ=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 р = 98,1 кПа. Как изменятся 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 H = 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 р = 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 р₁=30 кПа, давление жидкости на выходе в 100 раз больше, диаметр малого поршня d. Определить диаметр большого поршня D и давление на выходе

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 КПД аккумулятора ŋ=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.

Т Е М А 3

ДАВЛЕНИЕ НА ПЛОСКУЮ СТЕНКУ

(данные для решения задач 21—30 приведены в табл. г.5)

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 а. Глубина воды перед щитом - h₁, защиты – h₂. 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 а. 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 D=1,4 м заполнена керосином (плотность р_к = 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 b и толщиной с = 0,25 b; удельный вес материала, из которого он изготовлен γ3= 11 кН/м³. Глубина воды слева от затвора h₁ а справа – h₂. 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 b, массой т =1,8 T, с углом наклона а перекрывает 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 × b, весом G = 26 кН, перекрывает выходное отверстие резервуара. Глубина воды перед щитом от свободной поверхности воды до нижней его кромки h₁ за щитом - h₁. 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 а, глубина воды перед щитом h₁, а за щитом – h₂. Определить положение оси вращения щита х_o, 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 а. Глубина воды перед щитом h₁, а за ним – h₂. Определить, пренебрегая трением в шарнире, начальную силу тяги Т, которую необходимо приложить для подъема щита.

ТЕМА 4

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1348; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!