Вопросы

1. Что такое гидравлический удар и какие силы его вызывают?

2. Что такое ударное давление, от каких факторов и как оно зависит?

3. Какое физическое свойство, не учитываемое в других главах, приходится учитывать при гидравлическом ударе?

4. Каковы меры борьбы с ударом?

 


Варианты задач по теме «2.1 Уравнение Бернулли и сопротивление движению жидкости»

№задачи параметры ед. измерения номера вариантов
d1 см
d2 см 5.6 5.2 5.8 6.1 6.3 5.7 6.2 4.9 6.5 5.4 6.8 4.5 6.9 5.9 5.1 5.6 6.7 6.9 5.1 5.5 5.8
h см
d1 мм
Q л/с 8.8 7.6 7.2 8.3 9.3 9.6 9.8 8.1 9.2 9.4 8.5 9.8 7.6 9.5 10.2 8.9 7.8 8.8
h см
L м
d м 0.2 0.3 0.2 0.5 0.2 0.3 0.2 0.4 0.4 0.5 0.3 0.2 0.1 0.2 0.2 0.3 0.2 0.4 0.2 0.3 0.4 0.5
Q м3/с 0.04 0.08 0.3 0.04 0.1 0.15 0.17 0.27 0.09 0.04 0.01 0.04 0.04 0.1 0.04 0.16 0.04 0.08 0.17 0.2
dвс м 0.15 0.2 0.2 0.4 0.15 0.25 0.2 0.3 0.3 0.4 0.25 0.15 0.1 0.15 0.15 0.2 0.15 0.3 0.2 0.2 0.3 0.3
Lвс м
Н м 1.5 1.3 1.2 1.5 1.3 1.4 1.7 1.5 1.3 1.4 1.4 1.6 1.3 1.5 1.5 1.3 1.6 1.5 1.4 1.5 1.3 1.2
∆ мм 0.8 2.5 0.8 1.7 1.1 1.2 0.6 1.3 1.2 1.3 0.8 1.1 2.5 0.8 1.2 1.5 1.4 1.3 0.9 1.1
t 0C
Ξвх   1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Ξвых  
Ξкол   0.2 0.3 0.4 0.2 0.4 0.3 0.2 0.4 0.2 0.3 0.4 0.2 0.3 0.4 0.2 0.4 0.3 0.2 0.4 0.2 0.4 0.2
Ξклап.  
    Трубы чугунные, хо­рошо уложенные и со­единенные Бетонные трубы сред­него качества Трубы чугунные Загрязненные чугунные трубы Стальные водопровод­ные трубы в нормальных условиях Бетонные трубы весьма хорошие Трубы чугунные Бетонные трубы загряз­ненные Стальные трубы не­сколько загрязненные Бетонные трубы загряз­ненные Бетонные трубы весьма хорошие Железные трубы, хо­рошо уложенные Трубы чугунные, хо­рошо уложенные Бетонные трубы весьма загрязненные Трубы чугунные Чугунные трубы в нор­мальных условиях Чугунные трубы в нор­мальных условиях Стальные трубы не­сколько загрязненные Трубы чугунные, хо­рошо уложенные Стальные трубы не­сколько загрязненные Трубы чугунные Бетонные трубы весьма хорошие
H м 4,5 3,5 4,2 3,8 3,6 4,3 4,5 4,7 4,2 3,8 3,6 3,9 4,1 3,5 4,5 4,4 3,9
L м
D м 0,1 0,2 0,2 0,3 0,1 0,2 0,2 0,15 0,2 0,18 0,3 0,25 0,2 0,1 0,2 0,2 0,16 0,25 0,18 0,2 0,25 0,1
Ξвх   0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Ξкр   2,5 2,2 2,5 2,5 2,3 2,1 2,3 2,4 2,5 2,5 2,0 2,4 2,2 2,5 2,3 2,2 2,1 2,5 2,0 2,5 2,3 2,2
  0.025 0.023 0.03 0.022 0.026 0.023 0.03 0.024 0.025 0.024 0.023 0.021 0.022 0.02 0.025 0.024 0.023 0.025 0.024 0.025 0.022 0.024

Варианты задач по теме «2.5 Истечение жидкости из отверстий и насадок при постоянном напоре»

 

№задачи параметры ед. измерения номера вариантов
    Q м3/c 0,0056 0,0052 0,0048 0,0045 0,0062 0,006 0,005 0,004 0,0043 0,0055 0,0054 0,0042 0,0051 0,0049 0,0052 0,0054 0,0050 0,0048 0,0057 0,0059 0,004 0,005
D м 0,038 0,035 0,03 0,028 0,042 0,04 0,033 0,025 0,026 0,037 0,035 0,03 0,041 0,029 0,037 0,039 0,031 0,028 0,036 0,038 0,024 0,032
L м 0,15 0,14 0,12 0,11 0,16 0,16 0,12 0,10 0,10 0,14 0,13 0,11 0,14 0,15 0,11 0,14 0,12 0,10 0,15 0,16 0,13 0,15
  см2 8,5 7,3 7,7 6,5 6,9 7,5 8,3 7,6 6,4 7,8 7,7 8,1 7,5 7,3 7,2 8,2 6,5 8,4 8,1
а м 0,04 0,03 0,03 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05 0,04 0,04 0,03 0,02 0,04 0,04 0,05 0,03 0,04 0,03 0,03 0,02 0,04 0,04
D м 0,03 0,022 0,025 0,025 0,015 0,017 0,02 0,027 0,035 0,023 0,029 0,024 0,028 0,027 0,03 0,026 0,028 0,024 0,025 0,017 0,023 0,02
H м 0,031 0,026 0,028 0,02 0,023 0,025 0,029 0,036 0,027 0,030 0,029 0,026 0,027 0,03 0,034 0,031 0,032 0,026 0,028 0,027 0,028 0,03
    L М 5,3 4,9 4,8 4,5 5,5 6,5 6,3 5,4 5,1 5,6 6,1 4,5 4,7 5,7 5,8 4,6 4,2 4,3 4,7
H1 М 6,5 6,8 6,3 6,2 7,1 7,3 7,8 5,5 7,5 6,6 7,1 7,2 7,5 6,4 6,6 6,9 7,2 6,1 5,9 6,7
H2 М 15,3 14,9 14,5 14,1 15,5 15,7 16,3 13,5 15,4 15,3 15,7 16,1 14,7 14,8 15,4 15,6 14,9 14,2 14,4
м/с 0,4 0,5 0,3 0,2 0,2 0,5 0,6 0,7 0,2 0,6 0,5 0,5 0,4   0,6 0,4 0,3 0,5 0,6 0,3 0,2 0,3 0,4
Q м3/с 12,5 11,5 10,5 12,8 13,2 13,8 13,5 12,4 12,1 12,2 13,1 11,8 11,7 12,3 12,5 11,9 11,5 12,3

 

 

Варианты задач по теме «2.6 Истечение жидкости из отверстий и насадок при переменном напоре»

 

№задачи параметры ед. измерения номера вариантов
    D м3/c 3.2 3.5 3.8 3.4 4.2 3.6 3.3 3.7 3.2 3.2 2.8 2.9 3.1 3.5 3.7
H м 4.5 4.5 4.2 3.8 4.2 4.3 4.7 3.9 4.1 4.2 4.5 4.1 4.4 4.6 3.5 3.8 3.8 4.3 4.5
d м 0.1 0.15 0.12 0.2 0.1 0.15 0.11 0.13 0.2 0.08 0.1 0.12 0.15 0.12 0.15 0.13 0.11 0.07 0.06 0.09 0.14 0.16
  W м3 7.5 8.5 5.5 6.5 9.5 7.5 8.7 8.2 5.6 6.2 6.4 9.5 9.1
м2 5.5 3.5 4.5 6.5 2.5 5.2 6.3 3.3 3.3 4.2 7.2 2.6 5.8 2.5
м2 3.5 4.5 1.5 2.5 5.5 3.4 4.3 4.3 1.4 2.1 2.3 3.5 5.8 5.3 1.2 5.2 1.3
см2
е м 1.2 1.3 1.2 0.8 0.9 1.1 1.5 1.4 0.7 1.3 1.3 1.3 0.8 0.9 1.1 1.5 1.5 0.8 1.4 0.6
  М2 1.2 1.1 1.3 1.4 1.8 1.6 0.9 1.7 1.5 1.1 1.2 1.3 1.4 1.7 1.5 0.9 1.7 1.5 1.3 1.7
е см
Q0 м3/c 2.5 2.3 2.7 2.8 2.2 3.2 2.1 3.1 2.9 2.4 2.3 2.6 2.8 2.1 3.3 2.1 3.2 2.8 2.6
h1 м 1.5 1.4 1.6 1.7 1.3 2.1 1.9 1.2 1.8 1.6 1.3 1.5 1.7 1.4 2.0 1.9 1.2 2.1 1.9 1.5 1.8
t мин
d см 3.5

Варианты задач по теме «2.7 Истечение из непризматических резервуаров»

 

№задачи параметры ед. измерения номера вариантов
    D м3/c 0.8 1.2 1.5 0.7 0.5 1.3 1.4 0.8 0.8 1.2 1.5 0.7 0.5 1.3 1.4 0.8 1.3 1.5
H м
h м 1.5 2.5 1.5 2.5 1.5 2.5 1.5
Q м3/с 0.8 0.7 0.9 1.1 0.6 0.5 0.8 0.9 0.7 0.9 0.6 0.8 1.1 0.5 0.3 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1

Варианты задач по теме «2.8 Гидравлический удар»

 

№задачи параметры ед. измерения номера вариантов
      p0 ат* 1.5 1.6 1.4 1.3 1.5 1.2 1.6 1.7 1.2 1.1 1.5 1.4 1.3 1.6 1.5 1.4 1.3 1.3 1.2 1.4 1.7 1.6
Q м3/с 0.145 0.155 0.135 0.140 0.15 0.13 0.16 0.165 0.125 0.12 0.14 0.143 0.135 0.153 0.157 0.148 0.139 0.137 0.146 0.154 0.162 0.165
D м 0.3 0.35 0.25 0.3 0.35 0.25 0.4 0.4 0.2 0.2 0.25 0.3 0.2 0.35 0.35 0.3 0.25 0.25 0.3 0.35 0.4 0.4
e м 0.004 0.005 0.003 0.004 0.005 0.003 0.006 0.006 0.003 0.003 0.004 0.004 0.002 0.005 0.005 0.004 0.003 0.003 0.004 0.005 0.006 0.006
Материал трубопровода стальной чугунный бетонный свинцовый стальной бетонный свинцовый чугунный стальной чугунный свинцовый бетонный чугунный стальной бетонный свинцовый бетонный стальной свинцовый чугунный свинцовый стальной
      р0 ат* 5.8 5.9 5.5 5.7 6.2 6.5 6.8 5.3 5.0 5.6 5.4 5.1 6.1 6.3 6.4 5.7 5.0 6.0 6.1 6.6 5.8
м/с 1.15 1.18 1.13 1.14 1.19 1.2 1.32 1.35 1.11 1.09 1.17 1.16 1.13 1.30 1.31 1.32 1.21 1.24 1.27 1.28 1.23 1.18
D м 0.3 0.35 0.25 0.3 0.35 0.25 0.4 0.4 0.2 0.2 0.3 0.37 0.25 0.4 0.45 0.4 0.35 0.3 0.45 0.35 0.45 0.25
e м 0.025 0.028 0.02 0.025 0.028 0.020 0.03 0.03 0.018 0.016 0.017 0.02 0.021 0.022 0.025 0.028 0.026 0.022 0.029 0.027 0.026 0.025

 

* - 1 ат = 100 кН/м2 = 100 кПа = 100000Па

 


Материалы специального курса гидравлики    

 

 

 

 
где – коэффициент шероховатости, – гидравлический радиус. Значения для разного рода поверхностей приводится на стр. 18. В справочной литературе приводятся более подробные рекомендации. III.2. Поперечный профиль каналов

 

  III.3. Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала

III.3. Допустимые скорости течения воды в каналах  

 

 

 
 
III.4. Гидравлический расчет каналов
 
 


 

III.5. Гидравлический расчет естественных русел

 

 

 
 

(вывод приводится в [&&&])

 
 

 

 

 
 

 
 

 

 

 

§ 12.Уравнение неравномерного движения в призматическом русле для >0

по Б. А. Бахметеву (основанное на показательной зависимости)

 

Как мы выше вывели (для i > 0),

 

 


 

 
 

(IV. 61)

 

Это основное уравнение для решения задач на построение кривых свободной поверхности для призматических русел любой правильной формы. Функции Б(η) для различных значений гидравлического показа­теля русла были вычислены Η. Н. Павловским и сведены в таб­лицы. Так как для η = 1 Б(η) =, то при решении задач на определение длины кривой подпора считают ее конец при значении =1,005, а для кривой спада η =

§ 13. Типы задач на построение кривых подпора (η>1) и кривых спада (η < 1)

Первый тип задач. Дано: расход Q, форма сечения (), уклон , коэффициент шероховатости , глубины h1 и h2. Требуется определить — расстояние между сечениями с глубинами h1 и h2.

(формула IV.38).  

 

 

Как показывает исследование, пренебре­жение величиной (которая изменяется в пределах 0,04—0,08) из­меняет длину кривой подпора примерно на 2—5%, поэтому для

 
 

 

 


Рис. IV.10

           
   
IV.62
 
 
,
 
   


На рис. IV.10 при разных значениях x приведены кривые Φ (η), пользуясь которыми решение задачи второго типа на построение кривых подпора значительно упрощается и сводится к нахожде­нию η1 по кривым по заданному значению Φ(η1) или по табл. X приложения.

 

§ 9.6. Примеры построения кривых свободной поверхности

в каналах

Пример 1. Дано: Q=40 м3/сек, канал трапецеидального сече­ния: = 10 м, = 1,5, i=0,0003, = 0,025.

Перегораживающее сооружение создает в канале глубину h=4 м. Требуется построить кривую подпора по длине канала.

Решение. Задаваясь глубинами h=1, 2, 3, 3,5 и 4 м, вычисляем последовательно расходные характеристики К, сводя вычисления в табл. 9.1.

 

Таблица IV.4

 

Построив график K=f(h) (рис. IV.11), находим нормальную глу­бину =2,65 м.

По формуле Павловского (III.10) для глубин от 2.65 до 4 м показатель степени изменяется в пределах 0,205—0,195 и принят 0,2.

 


=3,00. По формула IV.38 находим гидравлический показатель русла х= 3,75.

 

Таблица IV.5.

           
   
 
   
Рис. IV.11  
 
 

 


По формуле (IV.62) для значений =3,5, 3,0 и 2,66 м вычисляем зна­чения и сводим в табл. IV.5. По вычисленным значениям строим кривую подпора (рис. IV.12).

Пренебрежение величиной в уравнении (IV.62), как видно из по­следней графы табл. IV.5, даст значения длин участков кривой подпора, на 2—4% большие.

 

Пример 2. Имеем бетонный сбросной канал прямоугольного се­чения, шириной = 5м, Q=20 м3/сек, ί=0,001, =0,014. Требуется построить кривую свободной поверхности в канале при наличии в нем вертикального уступа (перепада).

Решение. Так как на уступе установится критическая глубина hK, то выше в канале будет кривая спада. Для построения ее най­дем бытовую глубину в канале ho, hK и гидравлический показатель формы русла х.

Задаемся различными глубинами h = 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,7 и 1,8 м и вычисляем расходные характеристики. Все вычисления сводим в табл. IV.6.

Расходная характеристика Ко, соответствующая нормальной глубине h0, будет:

По кривой K = f (h) или табл. IV.6 при =633 м3/сек, h0= 1,744 м. Находим критиче-

Таблица IV.6.

 

 

       
   
 
 

 

 


Рис. IV.12.

 

Таблица IV.7.

Все вычисления сводим в табл. IV.7, по данным которой на рис. IV.12строим кривую спада.

 

 

Глава V. СОПРЯЖЕНИЕ БЬЕФОВ И ГАШЕНИЕ ЭНЕРГИИ