Контрольная Гидравлика, номер: 172316

"1. Основные физические свойства жидкостей. Их размерности в системе СИ.
2. В чём отличие жидкостей от твёрдых тел и газов.
Задача 1
В вертикальном стальном резервуаре (РВС), заполненном наполовину, хранится нефть (рис.1). Плотность нефти, при начальной температуре, равна 855 . Определить массу хранящейся нефти и колебания её уровня в резервуаре, если температура в течение года принимает значения от -300С (зима) до +350С (лето). Коэффициент температурного расширения нефти ?T = 0,07 , вид резервуара РВС-3000 (Объем резервуара 3000 м3, диаметр 17,9 м; высота 11,92 м приняты согласно исходным данным табл. 1 и 2).
1. Объясните понятия абсолютного и избыточного давления, вакуума. Какими приборами измеряется давление, вакуум. Устройство и принцип работы этих приборов.
Задача 2
На дне пожарного водоема установлен клапан, через который происходит забор воды для системы автоматического пожаротушения. Плотность воды 1000 кг?м^3 , площадь клапана 0,1 м2. Высота столба жидкости в пожарном водоеме h = 8 м. Определить, какую силу испытывает клапан (рис. 2), если к жидкости приложено давление P0 = 1,5•105 Па.
1. Перечислите простейшие гидравлические механизмы, используемые в пожарном деле.
2. Объясните, на чем основан принцип их действия.
Задача 3
На рисунке 3 изображена простейшая гидравлическая машина – гидравлический подъемник. Определить, какую силу необходимо создать на первом поршне F1, чтобы второй поршень поднял тело весом P = 160 Н. Во сколько раз гидравлический подъемник увеличивает силу? Поршень представляет собой цилиндр. Сжатием жидкости пренебречь. Отношение d_1/d_2 = 20
1. Гидростатическое давление и его свойства. Что такое “эпюра давления”? Принцип построения эпюр давления. Использование эпюр давления для определения величины гидростатического давления и центра давления.
2. Методика определения силы и центра давления жидкости на цилиндрические поверхности.
Сила давления жидкости на криволинейные поверхности равна сумме составляющих ее сил: горизонтальной и вертикальной. .
Задача 4
Определить гидростатическое давление воды, действующее на прямоугольную стенку, и построить эпюру давлений. Плотность воды принять равной 996 кг?м^3 . Размеры стенки выбираем в таблице: а = 6 м; b = 16 м.
1. Как определяется средняя скорость в живом сечении потока? Что такое гидравлический радиус и гидравлический диаметр и зачем введены эти понятия? Чем отличается равномерное движение от неравномерного? Понятие идеальной жидкости.
2. Приведите вывод уравнения неразрывности для элементарной струйки и для потока жидкости и объясните его физический смысл.
Задача 5
Определить, какое необходимо создать давление с помощью насоса, чтобы лафетный ствол обеспечивал расход равный Q = 30 л/с. Потерями напора местными и по длине пренебречь. Диаметр выходного отверстия лафетного ствола d = 32 мм принимаем из таблицы. Схема подсоединения лафетного ствола показана на рисунке 7. Плотность воды 1000 кг?м^3 .
1. Приведите уравнения движения идеальной и реальной жидкости и поясните, что характеризуют отдельные их члены.
2. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и для потока реальной жидкости. Объясните его физический смысл и дайте геометрическую интерпретацию.
Задача 6
Рассчитать, какое минимальное давление необходимо создать на насосе автоцистерны, чтобы подать ствол РС-70 (ствол А) в окно 3-го этажа с расходом Q = 7,7 л/с. Рукавная линия проложена из 3-х рукавов диаметром 77 мм и одного разветвления. Коэффициент местных потерь ?_ствола=0,343, ?_развл=0,5. Плотность воды ? = 1200 кг?м^3 .
1. Объясните причины сжатия струи при истечении жидкости через отверстия. Какие бывают виды сжатия? Что такое инверсия струи и в каких случаях наблюдается это явление?
2. Как определяются скорость и расход жидкости при истечении через отверстие? Связь между коэффициентами скорости, расхода и степени сжатия.
Задача 7
В бак, разделенный перегородкой на два отсека, поступает расход воды Q = 32 л/с (рис. 12). В перегородке имеется отверстие диаметром d_1=75 мм. Из второго отсека вода вытекает в атмосферу через внешний цилиндрический насадок диаметром d_2 = 80 мм. Определить, на каких уровнях h_1 и h_2 установится вода в отсеках при достижении стационарного режима. Плотность воды 1000 кг?м^3 .
Задание 8
1. Каковы причины возникновения гидравлического удара? Как изменяется во времени давление у задвижки при гидравлическом ударе? Что такое прямой и непрямой гидравлический удар?
2. Как рассчитать величину повышения давления в трубопроводе при прямом и непрямом гидравлическом ударе? Отчего зависит скорость ударной волны? Приведите примеры возникновения гидравлического удара при эксплуатации пожарной техники. Как можно уменьшить или предотвратить ударное повышение давления?
Задача 8
Стальной водовод от насосной станции до водонапорной башни имеет длину 800 м, диаметр 100 мм, толщину стенок 5 мм. Напор воды перед водонапорной башней равен Н = 90 м, расход воды Q = 27 л/с. Температура воды 20 0С.
Определить время закрывания задвижки и напряжение в стенках трубопровода, чтобы максимальное давление не превышало 4 атм. Исходные данные приведены в таблице.
Задание 9
1. Поясните понятия “свободная струя”, “незатопленная струя”, “затопленная струя”, “сплошная струя”, “раздробленная струя”. Причины распада сплошных струй и как обеспечить получение дальнобойных пожарных струй.
2. Методика расчёта огибающих кривых компактной и раздробленной части струи. Как зависит максимальная высота струи от давления перед насадком и диаметра насадка? Способы получения распылённых струй.
Задача 9
Определить максимальную дальность боя и реакцию струи, получаемой при помощи лафетного ствола. Угол наклона ствола 300, диаметр насадка d = 50 мм, напор воды на выходе из насадка Н = 60 м.
Построить в масштабе график наклонной струи с обозначением кривых компактной и раздробленной части струи.
Задание 10
1. Расчёт каких аппаратов пожарной техники основан на уравнении Бернулли? Привести пример методики расчёта одного из указанных аппаратов.
2. Сущность метода анализа размерностей. Вид формул для определения линейных и местных потерь напора. От каких величин зависят коэффициенты линейных (?) и местных (?) потерь напора.
Задача 10
На рисунке 14 показана схема соединения рукавов различного диаметра через переходную головку (переход большего диаметра на меньший). Расход рукавной системы составляет 12 л/с. Определить, как и во сколько раз изменится скорость движения воды (v_1/v_2 ) и избыточное давление (p_1/p_2 ) в сечениях 1-1, 2-2 при движении воды по рукавам различного диаметра. Потерями напора пренебречь.
Вид переходной головки 77 x 51
Температура воды, 0С 20
Давление в сечении 1-1, атм. 3,1
Значение плотности воды в зависимости от температуры: 998,23, кг?м^3
Литература
Гидравлика: Методические указания и варианты контрольной работы для слушателей заочного обучения. – Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2011. – 30 с
Альтшуль А.Д, Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости). Учебное пособие для\вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1975, 323 стр.
Гидравлика. / Под ред. Абросимова Ю.Г. – М.: АГПС МЧС России, 2005 г. – 312 с.
Задачник по гидравлике и противопожарному водоснабжению. / Под ред. Качалова А.А. Часть I. Гидравлика в пожарном деле. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1989 г. – 116 с.


"