Примеры гидравлических расчетов. Пример 3.1.Две вертикальные трубы центрального отопления соединены горизонтальным участком, на котором установлена задвижка диаметром d = 0,2 мПример 3.1. Две вертикальные трубы центрального отопления соединены горизонтальным участком, на котором установлена задвижка диаметром d = 0, 2 м. Температура воды в правой вертикальной трубе 80°С, а в левой 20°С. Найти разность сил суммарного давления на задвижку справа F пр и слева F л. Высота воды в вертикальных трубах над уровнем горизонтальной трубы h = 20 м. Решение: Плотность воды при температуре t 1 = 20°С до t 2 = 80°С определим по таблице 4.1 (приложение 4): Сила суммарного давления на диски задвижки Разность сил суммарного давления . Пример 3.2. Щит, перекрываемый канал, расположен под углом α = 45° к горизонту и закреплен шарнирно к опоре над водой. Определить усилие, которое необходимо приложить к тросу для открывания щита, если ширина щита b = 2 м, глубина воды перед щитом h 1 = 2, 5 м, а после щита h 2 = 1, 5 м. Шарнир расположен над высоким уровнем воды на расстоянии h 3 = 1 м. Весом щита и трением в шарнире можно пренебречь. Решение: Усилие Т, которое необходимо приложить к тросу, определим из уравнения моментов сил относительно шарнира О: Определим силу суммарного давления воды на щит слева где глубина погружения центра тяжести ; площадь смоченной поверхности . Тогда Аналогично определим силу суммарного давления справа Вертикальные координаты точек приложения сил (центр давления) определяем по формуле Откуда Расстояния от шарниров до центров приложения сил давления:
Так как α = 45° Следовательно, Пример 3.3. Определить силу суммарного давления на секторный затвор и ее направление. Глубина воды перед затвором H = 4 м, длина затвора L = 8 м, угол α = 60°. Решение: Равнодействующую сил давления определяем по формуле Горизонтальная составляющая силы давления равна силе давления на вертикальную проекцию затвора:
– глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности (Приложение 5); – площадь вертикальной проекции, следовательно, Вертикальную составляющую силы давления определяем по формуле где - объем тела авс длиной L. Площадь сектора:
Окончательно, получаем Вычислим равнодействующую сил давления Направление этой силы определяется углом β: Следовательно, угол β =18°25’.
|