Практическая работа по "Физике"

1. Практическая часть

Задача 1. При внезапной остановке насоса за счет сжатия жидкости в объеме напорного трубопровода [pic 1] диаметром [pic 2] и длиной [pic 3] поступило [pic 4] жидкости.

Определить величину давления в трубопроводе в момент остановки насоса, если до его остановки давление в трубопроводе составляло 0,6 МПа. Коэффициент объемного сжатия жидкости [pic 5] Па-1. Деформацией стенки трубопровода пренебречь. Уровень воды в баке не учитывать.

Решение

[pic 6]

Коэффициент объемного сжатия [pic 7] – относительно изменения объема жидкости на единицу изменения давления:

[pic 8],

где [pic 9] – изменение объема [pic 10], соответствующее изменению давления на величину [pic 11].

[pic 12],

[pic 13],

[pic 14]Па.

Задача 8. Определить результирующую силу гидростатического давления воды на сегментный затвор радиусом [pic 15], шириной [pic 16], при угле [pic 17]. Построить эпюры давлений и найти точку приложения результирующей силы гидростатического давления.

[pic 18]

Решение

Определяю горизонтальную составляющую силы гидростатического давления

[pic 19],

где [pic 20] – площадь проекции криволинейной поверхности затвора на вертикальную плоскость, т.е. [pic 21].

[pic 22].

Вертикальная составляющая силы давления определится по формуле:

[pic 23],

где [pic 24]– объем тела давления.

[pic 25].

Площадь ABCD равна площади сегмента ACB плюс площадь треугольника ACD.

[pic 26].

[pic 27],

[pic 28],

[pic 29],

[pic 30],

[pic 31].

[pic 32].

[pic 33].

        Равнодействующая сил давления определится по формуле

[pic 34].

        Для определения координат центра давления [pic 35] и [pic 36]находим:

[pic 37], [pic 38].

        Принимаем за начало координат точку О, тогда

[pic 39], откуда [pic 40].

        Подставляем найденное значение для [pic 41] в уравнение [pic 42], т.е. [pic 43], откуда

[pic 44]; [pic 45].

Задача 13. Определить расход воды Q и скорость [pic 46]в трубопроводе длиной [pic 47]и диаметром [pic 48], если отметка уровня воды в напорном баке равна [pic 49], а в конечном пункте В составляет [pic 50].

Решение

Составляю уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, принимая за плоскость сравнения ось трубы:

[pic 51],

        Учитывая, что, полагая [pic 52], [pic 53].

        Предполагаем, что движение происходит в квадратичной зоне сопротивления, [pic 54] определим по формуле Шифринсона