Нахождение значений физических величин

№6. Определить диаметр D1 (см. рис 1) гидравлического цилиндра, необходимый для подъема задвижки при избыточном давлении жидкости р, если диаметр

Нахождение значений физических величин

Контрольная работа

Физика

Другие контрольные работы по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией

№1. Трубопровод диаметром d длиной l = 150 м, подготовленный к гидравлическому испытанию, заполнен водой при атмосферном давлении. Какое количество воды необходимо дополнительно подать в трубопровод, чтобы давление в нем поднялось до значения рн по манометру?

Модуль упругости воды Е= 2,0 ГПа.

 

Дано:

d=150 мм

PН=4,0 мПа

l=150 м

E=2,0 гПа∆W-?

Решение:

  1. Модуль объёмной упругости жидкости равен:

 

,

 

где - коэффициент объёмного сжатия.

 

  1. Отсюда получаем:

 

,

 

где - первичный объём, -изменение объёма при изменении давления на величину (-атмосферное давление).

 

  1. Следовательно, необходимое количество воды будет находиться по формуле:

 

 

Ответ:

№ 2. Закрытый резервуар с нефтью снабжен ртутным и механическим манометрами. Определить показание РМ (см. рис. 1) механического манометра, если глубина подключения ртутного манометра Н=1,5 м, известны размеры h и а. Плотность нефти ρ=860 кг/м3.

Дано:

H (hН) =1,5 м

h=4 м

а (h3)=6 м

ρН=860 кг/м3

РМ =?

Решение:

Плотность ртути = 13595кг/м3;

давление атмосферы: РАТ=9,81.104 Па.

 

Т. к. РМ РАТ, то РМ+НghН=РАТ+Рg h - Нgh3,

 

где h=4м, hН=1,5м, h3=6м.

Тогда РМ= РАТ + Рg h - Нgh3 - НghН=9,81.104 +13595.9,81.4 - 860.9,81.6 -

860.9,81.1,5 = 9,81.104 + 533467,8 - 50619,6 - 12654,9 = 568293,3 = 568,293 кПа.

Ответ: РМ = 568,293 кПа.

 

№3. Определить высоту h1 (см. рис. 2), на которую может поднять воду прямодействующий паровой поршневой насос, если манометрическое давление в паровом цилиндре рм= 500 кПа.

Дано:

рм= 500 кПа

d=0,25м

D=0,35м

h1=?

Решение:

 

р=F/S,

 

где р давление, F сила действующая на площадь S.

Таким образом

 

F=рS.

 

Т. к. сила действующая на поршень 1 и на поршень 2 одинакова, то составим уравнение:

 

S1p1=S2вh1,

 

где S1 и S2 площадь поршней насоса и цилиндра соответственно,

в удельный вес воды равный 9,789 кН/м3,

h1 высота подъёма жидкости.

S=d2/4, где d диаметр круга,

S1=3,14.0,252/4=0,049 м2,

S2=3,14.0,352/4=0,096 м2

Получаем:

h1=(0,049.500000)/(0,096.9789)=24500/939,744=26,07 м.

Ответ: h1=26,07 м.

№4. Определить абсолютное и вакуумметрическое давление в сосуде А, заполненном воздухом, если показание вакуумметра hв = 30см, а относительная плотность жидкости ρ=0,9∙103 кг/м3.

Дано:

h в = 30см = 0,3м

ρ=0,9∙103 кг/м3.

Найти:

Рабс и Рвак - ?

Решение:

  1. Находим Рвак из основного уравнения гидростатики:

 

 

где Рвак вакуумметрическое давление, кг/м2

Ратм атмосферное давление, [Ратм=105 кг/м2]

g ускорение свободного падения, [g=9,81 Н/кг]

h в высота поднятия жидкости в вакуометре, м

ρ относительная плотность жидкости, кг/м3

Выражаем Рвак

 

 

Находим Рабс как разность Ратм и Рвак

 

Ответ: ;

№5. Определить равнодействующую силу воздействия воды на плоскую стенку и точку ее приложения, если глубина воды слева Н=4м, справа h=1м, ширина стенки В= 1 м, угол наклона α= 50°.

Дано:

H = 4м

h = 1м

b = 1м

α = 50o

γ = 9,799Н/м3

Найти:

Pр - ?

Решение:

1. Находим силу гидростатического давления:

 

 

где Р сила гидростатического давления, Н

ω площадь свободной поверхности, [ω=b·h м2]

ро атмосферное давление, [ро=105 кг/м2]

hц высота жидкости до центра резервуара, м

γ удельный вес жидкости, [γ = ρ · g Н/м2],

Находим силу гидростатического давления на стенку в резервуаре А

 

 

2. Находим плечо действия силы:

 

 

3. Находим плечо действия равнодействующей силы:

 

 

4. Находим величину действия сил Р1 и Р2 на плечо L:

 

 

5. Находим равнодействующую силу гидростатического давления Р

 

 

6. Находим высоту приложения равнодействующей силы гидростатического давления:

 

Ответ: Рр = 419,556Н,

Н3 = 1,906м

№6. Определить диаметр D1 (см. рис 1) гидравлического цилиндра, необходимый для подъема задвижки при избыточном давлении жидкости р, если диаметр трубопровода D2 и вес подъемных частей устройства G=2кН. При расчете силой трения задвижки в направляющих пренебречь. Давление за задвижкой равно атмосферному.

 

Дано:

P=0,9 мПа

D2=0,8 м

G=2кНD1-?

Решение:

 

  1. ,

  2.  

где - избыточное давление жидкости, -площадь поверхности поршня.

 

  1.  

Отсюда

 

.

 

  1. В нашем случае

 

Ответ:

№7. Определить точку приложения, направление и значение равнодействующей силы воздействия на плоскую прямоугольную стенку, наклоненную к горизонту под углом , если известны глубина воды Н и ширина стенки В (см. рис.2)

 

Дано:

В=2,0 м

Н=1,2 мНД-?

P-?

Решение:

  1. Определяем гидростатическую равнодействующую силу воздействия на плоскую прямоугольную стенку:

 

 

где Р сила гидростатического давления, Н

ω площадь свободной поверхности, [ω=b·h, м2; ]

ро атмосферное давление, [ро=100 кН]

hц высота жидкости до центра резервуара,[ hц=H/2=0,6 м]

γ удельный вес жидкости, [γ = ρ g = 9,78929, кН/м3],

  1. Определяем точку приложения равнодействующей силы:

 

где

 

Ответ: НД=0,87; Р=152,6 кПа.

№ 8. Определить абсолютное давление (см. рис. 1) в точке А закрытого резервуара с водой, если высота столба ртути в трубке дифманометра h, линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки В на величину h1, а точка А - ниже точки В на 0,4 м.

Дано:

h=30см=0,3м

h1=10мм=0,1м

h2=0,4м

Р= 98.1 кПа

= 9.81 кН/м

рт=133,331 кН/м

Решение:

Определяем абсолютное давление в закрытом резервуаре

 

Рв= Р+ ртh+*h1=98100+133331*0,3+9810*0,1=139080,3 Па

 

Вычислим абсолютное давление в точке А

 

Рабса= Р+ *h =139080.3+9810*0.4=143004.3 Па

 

Ответ: 143004.3 Па

№9. У гидравлического пресса для получения виноградного сока диаметры цилиндров D и d. Определить силу F1 (cм. рис. 1.2), действующую на большой поршень, если к малому приложена сила F= 200 Н

Дано:

d= 0.015 м

D= 0.32 м

F= 200 H

Решение:

 

S= 0.08м2

S= =0,00017м2

F= 94117.6м2

 

Ответ:94117,6

№10. В мультипликаторе - повысителя давления известны диаметры поршней D=20мм и d=6мм. Определить давление жидкости на выходе из мультипликатора р2 (см. рис. 2), если давление на входе р1 = 20кПа.

Дано:

D=0,045м

d=0,005м

р1 = 20кПа=2∙104Па

Решение:

 

1.

 

где р1 и р2 давление на входе и выходе, Па, ω1 и ω2 площади поршней на входе и выходе,м2

 

где D и d диаметры поршней, м

2. Выражаем давление на выходе р2.

 

 

Ответ: р2 = 162,2 кПа

№ 11. Шлюзовое окно закрыто щитом треугольной формы с размерами а и b. За щитом воды нет, а глубина воды перед ним H = b. Определить равнодействующую силу воздействия воды на щит и положение центра давления (см. рис.).

Дано:

a= 0.7 м

b= 2 м

=9.81 кН/м

Решение:

 

= 1/2 ab= 0.7*2=0.7

hc= 2/3 H= 2/3 *2=1.3

Рn=(0+hc)=0.7(9810*1.3)=8927.1

I0=АВ3/36 Уд=hc+ I0/ hc*

I0= АВ3/36=0.15

Уд=hc+ I0/ hc*=1.3+0.15/1.3*0.7=1.46

 

Ответ: Рn=8927.1 и Уд=1.46

№12

Дано:

 

 

Решение:

 

 

Ответ:

Похожие работы