Вариант 25

Задача № 1.

Покоящийся на неподвижном поршне и открытый сверху и снизу сосуд состоит из двух цилиндрических частей, внутренние диаметры которых равны D = 0,5 м и d = 0,3 м. В верхнюю часть сосуда наливается вода объемом W = 9 л. При каком весе сосуда он всплывает над поршнем? Плотность воды _в=1000кг/м³.

Задача № 2.

Наклонный щит прямоугольного сечения вращается вокруг оси. Слева от щита, установленного в прямоугольном лотке шириной В = 4 м, находится вода глубиной Н₁= 6 м, справа жидкость плотностью =2000кг/м³. Угол α = 45^о. Найти глубину воды Н₂ , при которой щит будет находится в равновесии, если l = 3,0 м.

Задача № 3.

В открытом призматическом резервуаре квадратного сечения со стороной В = 4 м находится вода с глубиной Н = 6 м. Одна из стенок резервуара имеет фигурное очертание в виде четверти цилиндра и радиусом r = 2 м. Найти величину и направление равнодействующей сил избыточного гидростатического давления на фигурную часть стенки аб.

Задача № 4.

Определить из условия остойчивости предельную высоту деревянного бруса h, плавающего в воде, при следующих данных:

В = 20 см, длина бруса l = 700 см, _д = 700 кг/м³. .

Задача № 5.

Из бака больших размеров вытекает по трубопроводу вода под напором Н. Определить без учета потерь напора расход вытекающей воды, если диаметр трубопровода d = 50 мм, а напор Н = 1,0 м. Определить также, как изменится напор, если по этому трубопроводу пропустить расход воды вдвое больший, чем получится по расчету.

Задача № 6.

Определить коэффициент расхода трубопровода, приведенный к выходному сечению, если заданы: расход воды Q = 45 л/с, диаметры d₁ = 250 мм, d₂ = 200 мм, длины l₁ = 25 м и l₂ = 16 м и радиус закругления R = 140 мм. Трубопровод выполнен из новых чугунных труб (абсолютная шероховатость стенок Δ = 0,10 мм). На втором участке трубопровода установлена наполовину закрытая задвижка. Следует также установить соотношение между местными и линейными потерями напора. Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,010 см²/с.

Задача № 7.

Определить объем и вес воды, вытекающей из вертикального бака за 1 мин, через отверстие в дне диаметром d = 100 мм, если уровень воды в баке поддерживался постоянным, равным 1,3 м. Коэффициент расхода отверстия = 0,61.

Приложение

Таблица 1

Коэффициенты кинематической вязкости воды

t^oc	ν см2/с	t^oc	ν см2/с
0	0,0179	16	0,0112
1	0,0173	17	0,0109
2	0,0167	18	0,0106
3	0,0162	19	0,0104
4	0,0157	20	0,0101
5	0,0152	22	0,00989
6	0,0147	24	0,00919
7	0,0143	26	0,00877
8	0,0139	28	0,00839
9	0,0135	30	0,00803
10	0,0131	35	0,00725
11	0,0127	40	0,00659
12	0,0124	45	0,00603
13	0,0121	50	0,00556
14	0,0118	55	0,00515
15	0,0115	60	0,00478

Таблица 2

Давление насыщенных паров воды.

Температура воды, t^oc	0	5	10	20	30	40	50	60	100
Давление, р кПа	0,6	0,9	1,2	2,4	4,3	7,5	12,5	20,3	100

Таблица 3

Ориентировочные значения шероховатости «Δ» и соответствующие значения коэффициента шероховатости «n»

Характер поверхности	Δ (мм)	n
Новые стальные трубы	0,10	0,010
Стальные трубы, бывшие в эксплуатации	0,20	0,011
Новые чугунные трубы	0,30	0,012
Чугунные трубы, бывшие в эксплуатации	0,40	0,013

Формулы для определения коэффициента

гидравлического трения λ в трубах

Таблица 4

Автор	Формула	Область применения
		Ламинарный режим
А.Д. Альтшуль		Турбулентный режим (все зоны)

В случае, если в задаче неизвестен расход Q либо сечение ω и, следовательно, нельзя вычислить число Re, то следует задаться в первом приближении развитым турбулентным режимом, при котором коэффициент трения λ вычисляется по формуле:

После решения задачи коэффициент трения λ уточняется по формуле А.Д. Альтшуля, либо по формуле:

(в зависимости от режима движения).

Примечание: Значения эквивалентной шероховатости Δ, коэффициента Шези «с» и коэффициента гидравлического трения λ смотри соответственно в таблицы 3, 5 и 6. Температуру воды принимать равной 17⁰С.

Таблица 5