- •Содержание
- •1. Методические указания.
- •2. Задание к расчетно-графической работе.
- •Пояснения к решению задач 1.1÷1.10
- •Пояснения к решению задач 4.1÷4.10
- •Задание №5
- •Задание №6
- •Пояснения к решению задач 7.1÷7.10
- •Задание №8 Самостоятельная работа студентов
- •Список литературы
- •Рыжикова алла григорьевна гидравлика
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Брянская государственная инженерно – технологическая академия”
Кафедра энергетики и автоматизации производственных процессов
“Гидравлика”
Учебное пособие для выполнения РГР и самостоятельной работы студентов специальностей ПГС, ГСХ, ПСК, ЭУН.
Брянск - 2005 г.
Составитель: Рыжикова Алла Григорьевна – доцент кафедры энергетики и автоматизации производственных процессов Брянской государственной инженерно – технологической академии.
В подготовке методических указаний к изданию принимали участие студенты механико-технологического факультета Сафонов Валентин Александрович,
Рыжиков Алексей Валерьевич, а также Ахимонов Игорь Александрович.
Рецензент: Костюков Виктор Васильевич – доцент кафедры ЭиАПП БГИТА.
Рекомендовано
учебно-методической
комиссией механико-технологического
факультета.
Протокол №_____от__________2005 г.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Брянская государственная инженерно – технологическая академия”
Кафедра ЭиАПП
Утверждено научно–методическим
советом БГИТА
Протокол №_____от__________2005 г.
“Гидравлика”
Учебное пособие для выполнения РГР и самостоятельной работы студентов специальностей ПГС, ГСХ, ПСК, ЭУН.
Брянск – 2005 г.
Содержание
1. Методические указания. 5
2. Задание к расчетно-графической работе. 5
3. Задание №1. Гидростатическое давление. 6
4. Пояснения к решению задач 1.1 – 1.10. 9
5. Задание №2. Сила давления жидкости на поверхность. 11
6. Пояснения к решению задач 2.1 – 2.10. 14
7. Задание №3. Применение уравнения Бернулли,
гидравлические сопротивления. 17
8. Пояснение к решению задач 3.1 – 3.10. 21
9. Задание №4. Расчет сложных трубопроводов. 25
10. Пояснение к решению задач 4.1 – 4.10. 30
11. Задание №5. Истечение жидкости через отверстие,
насадки и водосливы. 38
12. Пояснение к решению задач 5.1 – 5.10. 41
13. Задание №6. Равномерное движение в открытых руслах. 44
14. Пояснение к решению задач 6.1 – 6.10. 47
15. Задание №7. Работа насосов на сеть. 48
16. Пояснение к решению задач 7.1 – 7.10. 55
17. Задание №8.Самостоятельная работа студентов 57
18. Пояснения к решению задач 8.1 – 8.10. 61
Приложения 66
Список литературы 71
1. Методические указания.
Курс “Гидравлика” изучается студентами строительного факультета (специальностями ПГС …, ГСХ …, ЭУН …, ПСК …). Общий объем курса на строительном факультете составляет 90 часов. В соответствии с учебным планом курсов студенты должны выполнить РГР по гидравлике. Номера задач приведены ниже.
Учебный материал курса и необходимые для выполнения РГР сведения приведены в литературных источниках, помещенных в конце данного издания.
2. Задание к расчетно-графической работе.
Каждый студент выполняет расчетно-графическую работу по индивидуальному заданию. Студенты специальностей ПГС выполняют 2,3,4,5,7 задание, ГСХ выполняют 2,3,4,6,7 задание, ПСК выполняют 1,2,3,6,7 задание, ЭУН выполняют 1,2,3,5,7 задание. Необходимые для решения задачи выбираются по двум последним цифрам шифра студента. Номер задачи в каждом задании принимают по сумме двух последних цифр шифра студента и номера задания. Если сумма больше 10, то надо отнять число 10 и полученная цифра будет соответствовать номеру задачи в соответствующем задании. (Например: номер зачетки – 02-8.012; для второго задания сумма равна 1+2+2, тогда номер задачи 5). Номер варианта для данной задачи принимается по последней цифре шифра студента (для примера это 2).
К выполнению РГР рекомендуется приступать сразу же после изучения теоретического материала лекций. Рекомендуется кроме лекций тщательно изучить материал по предлагаемой основной литературе. В случае затруднений студент может обратиться за консультацией на кафедру.
Приступив к выполнению РГР, необходимо полностью переписать условие задачи, начертить рисунок, привести численные значения заданных величин в систему СИ, пояснить ход решения задачи с написанием основных расчетных зависимостей и пояснением буквенных обозначений.
РГР выполняется аккуратным разборчивым почерком на стандартных листах бумаги А4. Работа выполняется чернилами одного цвета (кроме красного и зеленого) на одной стороне листа с полями: слева – 30 мм, снизу и сверху – 20 мм, справа – 10 мм с рамкой. Кроме решенных задач РГР должна иметь титульный лист, оглавление (содержание), список использованной литературы. Титульный лист оформляется в соответствии с образцом, приведенным на стенде кафедры.
ЗАДАНИЕ №1
Тема: Гидростатическое давление
Задача 1.1.Определить давления pА и pБ в резервуарах А и Б, если разность уровней ртути, залитой в дифференциальный манометр, равна h. Пружинный манометр, подключенный к резервуару Б, показывает pо. В резервуарах находится вода. Плотность ртути ρр = 13600 кг/м³.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
h мм |
600 |
250 |
300 |
400 |
200 |
500 |
350 |
300 |
400 |
250 |
po МПа |
0,05 |
0,02 |
0,03 |
0,05 |
0,04 |
0,04 |
0,03 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
Задача 1.2.Найти давления в резервуарах А и Б. Разность показаний дифференциального манометра равна h1. Показания пьезометра h2. В дифференциальный манометр залита жидкость, плотность которой ρп = 900 кг/м³. В пьезометр залита ртуть ρр = 13600 кг/м³. Плотность воды, находящейся в резервуарах, ρ = 1000 кг/м³.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
h1 мм |
220 |
550 |
320 |
250 |
200 |
300 |
270 |
300 |
360 |
400 |
h2 мм |
350 |
150 |
170 |
200 |
550 |
270 |
300 |
250 |
320 |
180 |
а мм |
240 |
80 |
90 |
120 |
350 |
160 |
160 |
140 |
170 |
160 |
Задача 1.3.Определить давления в сосудах А и Б, если показание вакуумметра равно hвак, показание ртутного U-образного пьезометра - hр. Сосуды А и Б заполнены воздухом. Давление на свободной поверхности воды в баке В равно атмосферному. Плотность ртути ρр = 13600 кг/м³.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
hвак мм |
520 |
250 |
600 |
500 |
450 |
360 |
300 |
420 |
400 |
320 |
hр мм |
420 |
250 |
400 |
360 |
250 |
400 |
180 |
500 |
350 |
480 |
Задача 1.4. На поршень одного из сообщающихся сосудов, наполненных водой, действует сила P1. Какую силу P2 нужно приложить ко второму поршню, чтобы уровень воды под ним был h выше уровня воды под первым поршнем? Диаметр первого поршня d1, второго d2.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
P1 кН |
0,60 |
0,80 |
0,10 |
0,12 |
0,14 |
0,70 |
0,90 |
0,11 |
0,13 |
0,15 |
h м |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,5 |
0,7 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
d1 мм |
200 |
200 |
150 |
300 |
300 |
200 |
200 |
150 |
300 |
250 |
d2 мм |
400 |
300 |
300 |
450 |
600 |
300 |
400 |
300 |
450 |
500 |
Задача 1.5. Определить манометрическое давление pм в верхней части одного из сообщающихся сосудов, наполненных водой, под действием силы P, приложенной к поршню правого сосуда.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
P кН |
200 |
100 |
300 |
250 |
150 |
400 |
300 |
200 |
500 |
350 |
h м |
0,65 |
0,70 |
0,75 |
0,80 |
0,85 |
0,90 |
0,95 |
1,00 |
1,05 |
1,10 |
d1 мм |
200 |
150 |
250 |
200 |
150 |
250 |
200 |
250 |
250 |
200 |
d2 мм |
400 |
300 |
500 |
300 |
500 |
400 |
500 |
400 |
300 |
300 |
d3 мм |
100 |
150 |
100 |
150 |
100 |
150 |
100 |
150 |
100 |
150 |
Задача 1.6.Определить высоту h, на которую может поднять воду прямодействующий паровой насос, если известны диаметр первого цилиндра d1, диаметр второго цилиндра d2, а также манометрическое давление в паровом цилиндре pм.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
d1 мм |
100 |
100 |
100 |
150 |
150 |
150 |
200 |
200 |
200 |
200 |
d2 мм |
200 |
250 |
300 |
250 |
300 |
350 |
300 |
350 |
400 |
450 |
pм МПа |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
0,3 |
Задача 1.7. Какую силу P нужно приложить к поршню левого сосуда, наполненного водой, чтобы уравновесить давление воды на поршень правого сосуда?
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
h1 м |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
h2 м |
1,2 |
1,4 |
2,8 |
1,5 |
1,0 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
1,0 |
1,0 |
d1 мм |
300 |
250 |
300 |
350 |
250 |
200 |
250 |
300 |
300 |
250 |
d2 мм |
400 |
300 |
300 |
500 |
500 |
300 |
450 |
600 |
600 |
450 |
d3 мм |
200 |
150 |
200 |
250 |
200 |
100 |
150 |
200 |
250 |
200 |
Задача 1.8.Определить давление в резервуарах А и Б, заполненных водой, если разность уровней ртути, залитой в дифференциальный манометр, равна hр, а показание пьезометра, подключенного к резервуару Б, равно h. Плотность ртути
ρр = 13600 кг/м³, плотность воды ρ = 1000 кг/м³.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
hр мм |
370 |
150 |
210 |
75 |
270 |
200 |
310 |
190 |
250 |
420 |
h мм |
340 |
260 |
360 |
420 |
320 |
500 |
620 |
300 |
330 |
270 |
Задача 1.9.Определить давление p на свободной поверхности воды в резервуаре, если показания пьезометра, в который налиты ртуть и вода, соответственно равны hр и h.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
hp мм |
190 |
150 |
250 |
340 |
360 |
410 |
320 |
190 |
260 |
190 |
h мм |
210 |
60 |
100 |
210 |
170 |
210 |
190 |
200 |
170 |
180 |
H мм |
200 |
100 |
120 |
150 |
120 |
140 |
130 |
160 |
130 |
120 |
Задача 1.10.Определить давление в сосудах А и Б, заполненных воздухом, если обратный пьезометр показывает H, а U-образный пьезометр - h. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
Заданная величина |
Номер варианта | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
H мм |
1600 |
2100 |
1700 |
1500 |
1900 |
2200 |
1400 |
1200 |
1800 |
2000 |
h мм |
420 |
550 |
350 |
210 |
250 |
370 |
360 |
170 |
380 |
350 |