Примеры гидравлических расчетов. Пример 3.1.Две вертикальные трубы центрального отопления соединены горизонтальным участком, на котором установлена задвижка диаметром d = 0,2 м
Пример 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.
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.
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°.
Равнодействующую сил давления определяем по формуле
Горизонтальная составляющая силы давления равна силе давления на вертикальную проекцию затвора:
следовательно, Вертикальную составляющую силы давления определяем по формуле
где
Площадь сектора:
Окончательно, получаем Вычислим равнодействующую сил давления
Направление этой силы определяется углом β:
Следовательно, угол β =18°25’.
|
Решение:
.
Решение:
;
.
Решение:
– глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности (Приложение 5);
– площадь вертикальной проекции,
- объем тела авс длиной L.
