Контрольная работа по "Гидрогазодинамике"

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Дальневосточный государственный аграрный университет»

(ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ)

Кафедра: Техносферной безопасности и природообустройства

Направление/специальность: 20.03.01  Техносферная безопасность

Профиль/специализация: Инженерная защита окружающей среды

Рег. номер _________

Дата регистрации:

__________________

           (подпись)

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Гидрогазодинамика»

Вариант № 30

Выполнил:                                  ____________       А.Л. Процько

                                                                          курс 2, группа 913619                                                                                                                                            

                                                           шифр199030                                                   

Проверил преподаватель:       ________________        Т. Г. Молчанова

Благовещенск 2021г.

Задача № 10

Высота цилиндрического вертикального резервуара равна h = 5,5 м, его диаметр D = 5,7 м. Определить массу мазута плотностью920 кг/м3, которую можно налить в резервуар при температуре15°С, если его температура может подняться до 40°С. Расширением стенок резервуара пренебречь, а коэффициент объемного температурного расширения жидкости принять равным 0,0008 К-1.

Решение.

При повышении температуры жидкость расширяется и ее объем увеличивается. Пусть V0и H0 объем и высота столба мазута при 15°С, а V и H объем и высота мазута при 40°С, причем Н не может быть больше высоты резервуара. Коэффициент температурного расширения определяется:

[pic 1]

откуда, принимая Н= 5,5 м и Δt = 40°-15° = 25°С, получаем

[pic 2]

Масса мазута, которую можно залить в резервуар,

[pic 3].

Задача № 33

Определить начальное подъемное усилие Т, действующее напрямоугольный затвор (рис. 1). Ширина затвора равна 4 м, глубина водыперед затвором h1 = 10 м, за ним h2 = 7,2 м. Угол наклоназатвора к горизонту α = 60о, величина b = 6,3 м. Вес затвора равен24 кН. При подъеме затвор вращается вокруг шарнира О, трением вкотором пренебречь.

[pic 4]

Рисунок 1 – Схема к расчету подъемной силы затвора

Решение.

Подъемное усилие Т будет результирующей силой от взаимного воздействия всех сил, действующих на затвор:

Т·l´ = Р·l" + Q·cosα·l´/2,

где l´ - длина затвора, м;

        Р - равнодействующая сила от взаимного действия силгидростатического давления на затвор, кН;

        l" – точка приложения равнодействующей силы, м;

Q – сила тяжести затвора.

Р = Р1- Р2,

где Р1 - сила  гидростатического давления на затвор от действия воды слева, кН;

        Р2 - сила  гидростатического давления на затвор от действия воды справа, кН.

Сила  гидростатического давления определяется по формуле:

[pic 5],

гдеρ – плотность пресной воды (ρ = 999,73 кг/м3);

g – ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с2);

[pic 6] - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности;

[pic 7] - площадь смоченной плоской поверхности.

[pic 8]; [pic 9],

где        [pic 10] и [pic 11] - ширина и длина смоченной поверхности, м.

Определим силы ГСД, приложенные к затвору.

[pic 12] кН,

где[pic 13]; [pic 14].

[pic 15] кН,

где[pic 16]; [pic 17].

Равнодействующая сила ГСД двух параллельных и противоположно направленных сил будет равна: