Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska UTP
Katedra Inżynierii Sanitarnej i Wodnej
Studia stacjonarne I0, semestr I
Przykłady zadań z hydrauliki
Podane poniżej zadania są przykładami pokazującymi zakres obowiązującego na kolokwium zaliczeniowym materiału oraz ich skalę trudności. Należy ponadto brać pod uwagę zadania rozwiązywane na ćwiczeniach.
W zestawach na kolokwium możliwe są zmiany szukanego parametru jak i modyfikacje rysunków stanowiących ilustracje do zadań.
Pływak w postaci stożka o średnicy podstawy D=300 mm i wysokości H=500 mm wykonany z materiału o gęstości rp=250 kg/m3 pływający w wodzie (rc=1000 kg/m3) obciążony jest kulą o średnicy d=15,0 cm. Wykonaną z materiału o gęstości ro=2,7 g/cm3. Podać, jakie będzie zanurzenie pływaka.
Obliczyć wielkość Q=? m3/s strumienia cieczy o gęstości r=1,0 g/cm3 wypływającego z otworu o średnicy d=26,0mm (m=0,85) znajdującego się w dnie zbiornika walcowego. Zwierciadło cieczy wznosi się na wysokość H=3,20m ponad jego dnem.
Obliczyć wielkość Q=? dm3/s strumienia wody o (r=1000 g/cm3) wypływającego z otworu (m=0,75) o średnicy d=26,0mm znajdującego się w dnie zbiornika walcowego zamkniętego półkulistą dennicą. Zwierciadło cieczy wznosi się na wysokość H=3,20m ponad jego dnem. Poduszka powietrza nad zwierciadłem cieczy znajduje się pod ciśnieniem 450 kPa.
Narysować wykresy parcia na wskazane grubszą linią ścianki naczynia o kształcie przedstawionym na rysunku .
Zapora o wysokości H=6,0 m oddziela dwa obszary, w których zwierciadło wody (rc=1000 kg/m3) wznosi się na wysokości odpowiednio h1=4,0 m i h2=1,5 m. Wyznaczyć minimalną szerokość zapory B=? z uwagi na niebezpieczeństwo jej wywrócenia (pominąć możliwość przesuwania w poziomie). Długość zapory wynosi L=45,0 m, a wykonana jest z materiału o gęstości rm=2500 kg/m3.
Przegroda pokazana na rysunku dzieli zbiornik o szerokości B=2,0 m wypełniony cieczą o gęstości r=1000 kg/m3 na 2 części. Dolna część przegrody o masie M=15000 kg, nachylona do dna pod kątem a=450 obraca się wokół poziomej osi „O” położonej na wysokości z=2,8 m. Głębokość cieczy w lewej części zbiornika wynosi h1=2,0 m. Obliczyć, przy jakiej wysokości h2 położenia zwierciadła cieczy w prawej części zbiornika dolna część przegrody zacznie się otwierać.
Obliczyć wielkość Q=? m3/s przepływu wody kanałem o szerokości dna b=2,5 m, napełnieniu h=1,2 m. Spadek dna wynosi i=0,3%, szorstkość ścian n=0,15 a ich nachylenie a1= a1=550.
Ponadto należy określić, parametry krytyczne ruchu cieczy w tym kanale.
Obliczyć o ile procent wzrośnie przepływ wody DQ=? m3/s kanałem o parametrach: spadek dna i=0,4%, szorstkość ścian n=0,25, szerokość dna b=4,5 m , szerokość zwierciadła wody B=12,0 m oraz głębokości h1=0,40 m, h2=2,5 m jeżeli poziom wody wzrośnie o Dh=0,3 m.
Obliczyć o ile DQ=? m3/s różni się przepływ wody w całkowicie napełnionym kanale półkolistym o promieniu r=2,2 m od przepływu w kanale prostokątnym. Pola przekroju strumieni, współczynniki szorstkości n=0,15 oraz nachylenia i=1,25‰ dna kanału są w obu przypadkach takie same a ponadto w przekroju prostokątnym szerokość jego podstawy b=2*a.
Ze studni zupełnej wykonanej w gruncie o współczynniku filtracji k=0,000018 (m/s) pobierana jest woda. Miąższość warstwy wodonośnej wynosi H=20,0 m, depresja s=3,5 m, a promień studni r=0,2. Obliczyć wartość Q=? (m3/s).
Określić wielkość ciśnienia pA=? kPa na początku układu dwóch przewodów połączonych szeregowo zapewniającego w nich przepływ wody o natężeniu Q=2,3 dm3/s. W punkcie „C” woda wypływa do atmosfery. Dane do zadania są następujące:
- D1=50mm, D2=32 mm,
- L1=220 m, L2=80 m,
- xB=0,7.
Wartości współczynników oporów na długości są takie same i wynoszą l=0,03.
Pompa wirowa (P) o charakterystyce H=75-120000*Q2 (H - m.sł.wody, Q - m3/s) tłoczy wodę ze zbiornika dolnego do górnego, położonego na wysokości H=12,0 m przewodem o średnicy D=65 mm i długości L=300 m. Poziomy zwierciadeł wody w obu zbiornikach wynoszą: h1=3,2 m, h2=2,3 m.
Współczynnik strat liniowych wynosi l =0,038. Podać parametry punktu pracy (Hp, Qp) układu.
...
sawinn