А.В. Рубинская, Д.Н. Седрисев
ГИДРАВЛИКА, ГИДРО- И
ПНЕВМОПРИВОД
СБОРНИК ЗАДАЧ С ПРИМЕРАМИ РЕШЕНИЙ
Красноярск 2011
Стр.1
1
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический
университет»
Лесосибирский филиал
А.В. Рубинская, Д.Н. Седрисев
ГИДРАВЛИКА, ГИДРО- И ПНЕВМОПРИВОД
СБОРНИК ЗАДАЧ С ПРИМЕРАМИ РЕШЕНИЙ
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия по практическим занятиям для
студентов направления 250400.62,
очной и заочной форм обучения
Красноярск 2011
Стр.2
2
УДК 532.5:51-7
Рубинская, А.В. Гидравлика, гидро- и пневмопривод: Сборник задач с
примерами решений для студентов направления 250400.62, очной и
заочной форм обучения / А.В. Рубинская, Д.Н. Седрисев. - Красноярск:
СибГТУ, 2011. – 73 с.
В учебном пособии приведены способы решения большого класса
задач. Сборник задач по гидравлике может использоваться в качестве
учебного пособия для практических занятий по курсу гидравлики и
являться дополнением к лекционному курсу.
Утверждено на заседании кафедры Лесоинженерное дело
«19»апреля 2012 г., протокол №8
Рекомендовано к использованию в качестве электронного ресурса научнометодическим
советом Лф СибГТУ «23»апреля 2012 г., протокол №3
© Д.Н. Седрисев, А.В. Рубинская, 2011
© ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический
университет», Лесосибирский филиал, 2011
Стр.3
3
ВВЕДЕНИЕ
Сборник задач раскрывает содержание разделов программы курса
«Гидравлика», «Гидравлика, гидро- и пневмопривод», «Механика
жидкости и газа» за исключением разделов: «Гидравлические машины» и
«Гидропривод», с целью на примерах научить будущих специалистов и
бакалавров решать практические
задачи. Теоретическая часть
предлагаемых задач включена в основу лекционного курса дисциплины
гидравлика. Задачи снабжены рисунками, указаниями к их решению и
ответами.
Курс дисциплин:
- «Гидравлика, гидро- и пневмопривод» в соответствии с рабочими
учебными планами: направления 250400.62, профиль «Лесоинженерное
дело» №1 и 1-ЗФ, направления 250400.62, профиль «Технология
деревообработки» №2 и №2-ЗФ составляет:
Код специальности,
направления и номер
учебного плана
Распределение по
семестрам
Часов
250400.62, №1
4 3 -
250400.62, 1-ЗФ 6 - 1
250400.62, №2
4 3 -
250400.62, №2-ЗФ - 6 1
направления
-
-
-
-
180 72 36 18 18 72
180 20 8 6 6 124
144 90 36 18 36 18
144 20 8 6 6 124
Данный сборник задач может быть использован студентами всех
форм обучения при выполнении расчетно-графических, контрольных и
курсовых работ по гидравлике.
экзамен
зачет
контрольная
работ
расчетнографическая
работа
всего
по
стандарту
всего
аудиторных
лекции
лабораторных
практических
самостоятельная
работа
Стр.4
4
1 ГИДРОСТАТИКА
Задача 1.1. Жидкостный манометр. В замкнутом сосуде с водой
(рис. 1) абсолютное давление на свободной поверхности р = 0,122625 МПа.
На какую высоту Н поднимется вода в открытой трубке, сообщающейся с
сосудом на глубине h = 3 м под свободной поверхностью?
Решение. Давление в точке А, создаваемое высотой водяного столба
H, вместе с давлением атмосферы в открытой трубке должно быть равно
давлению в той же точке с внутренней стороны сосуда, создаваемому
водяным столбом высотой h и давлением p0.
Рисунок 1
Тогда, обозначая через pат давление атмосферы, имеем:
pат + γ H = +p γ h,
о
где γ - объемный вес воды;
H p pат
о
= (
H 0,122625 − 0,0981 )+ 0,02943
0,00981
= (
−
γ
)+ γ h
,
= 5,5м.
Задача 1.2. Жидкостный вакуумметр. В сосуде А (рис. 2) часть
(2)
(1)
Стр.5
5
воздуха выкачана и полное давление в нем pА=0,08829 МПа. Сосуд
соединен трубкой с водой резервуара В, находящейся под давлением
атмосферы. Определить показания вакуумметра Нвак.
Рисунок 2
Решение.
Так как
то [5]
Hвак =
Hвак =
pат − pА
γ
0,0981−
,
0,00981
0,08829
= 1 м.
Задача 1.3. Боковая стенка АВСD открытого резервуара наклонена к
горизонту под углом α = 60°. Определить силу давления воды на
трапецеидальную площадку, выделенную на боковой стенке. Размеры
указанны на рисунке 3.
(4)
pат = + γ Hвак ,
pA
(3)
Стр.6
6
Рисунок 3
Решение. Определим глубину погружения центра тяжести
интересующей нас площадки.
Центр тяжести трапеции находится от большего основания ее на
расстоянии [2]
В 2 b ⋅+
+
В b
3 ,
L
(5)
где В – большее основание трапеции;
b – меньшее основание трапеции;
L – высота трапеции.
Верхнее основание трапеции в данном случае находится на
расстоянии е = 1 м от уреза воды, и потому положение центра тяжести,
считая по наклону стенки, будет:
l = + +
l = + + ⋅
ц.т
ц.т
+
В b
е В 2b
1 0,5
1 1 2 0,5
+ ⋅
⋅
3 ,
L
0,5
3
= ,22
1 м.
(6)
Стр.7
7
Глубина погружения центра тяжести от уровня воды
hц.т = ⋅ s α,in
hц.т =1,2 0,8662
lц.т
⋅
2 L ,b
= 1, 0 м.6
Площадь рассматриваемой трапеции
ω В ⋅+=
2 0,5 0, 3 м .75
ω 1 0,5
= + ⋅ =
Искомое
манометрическое
трапецеидальную площадку
P γ h ω,
P 0, 00981⋅1,06 0,375 = 0, 0038995 МПа.
=
= ц.т.
⋅
Задача 1.4. Прямоугольный щит шириной b = 2 м соединен
шарнирно по горизонтальной оси с дном сооружения, а вверху
поддерживается крюками. Перед щитом глубина воды h1 = 4 м, за ним
h2 = 2 м.
(9)
2
давление
на
выделенную
(8)
(7)
Рисунок 4
Стр.8