Составители: Куршутов Д.С
Золотарев И.И
Симферополь 2017 г.
Задания к выполнению контрольных работ, по дисциплине «Основы гидравлики и теплохолодотехники» с методическими указаниями для студентов дневного и заочного обучения
Составители: Куршутов Д.С. Золотарев И.И
В методических указаниях представлены задания по выполнению контрольных работ и решению заданий по дисциплине «Основы гидравлики и теплохолодотехники». Методические указания предназначены для студентов заочного обучения и выполнения контрольных работ студентов дневного обучения.
Ключевые слова: гидравлика, гидростатика, механика жидкости и газа, механика, динамика, истечение.
© ГБПОУ РК, 2017
Общиеуказания
6. Чертежикработедолжнывыполнятьсяна
В настоящих методических указаниях приведены задания для выполнения контрольных работ для студентов дневного и заочного обучения по дисциплине ОП.12 “ Основы гидравлики и теплохолодотехники”.
Контрольные задания содержат задачи из общего разделагидростатики, гидродинамики, механики жидкости, а также включают задачи для расчета. Для каждой задачи дано десять вариантов цифровых исходных данных. Номер варианта выбирается студентом по порядковому номеру из журнала.
|
|
Перед решением задачи студент должен проработать соответствующий раздел курса (см. КТП).
При выполнении контрольных заданий необходимо соблюдать следующие условия:
1. Работу следует писать от руки на одной стороне листа. Это необходимо дляисправлений. Страницы должны бытьпронумерованы.
2. Решение задач вести поэтапно с пояснением каждого действия.
3. Перед вычислением искомых величин следует вначале написать расчетную формулу в буквенном выражении, дать пояснения всем входящим в нее параметрам, затем подставить их численные значения и привести окончательныйответ.
4. У всех размерных величин должна быть проставлена размерность в Международной системе единиц СИ (ГОСТ986761).
5. Значения всех коэффициентов следует обосновать ссылкой на литературу с указанием автора, названия источника, года издания и номерастраницы.
чертежной бумаге и вклеиваться или вшиваться в работу.
7. При построении расчетных графиков нужно указать величины, откладываемые по осям графика с обозначением ихразмерности.
8. В конце работы привестисписоклитературы, которой пользовался студент в процессе выполнения работы, с указанием автора, названия, места игодаиздания. Всеотмеченныерецензентомошибкидолжныбыть исправлены, а сделанные указаниявыполнены.Исправлятьошибкиследуетотдельнопокаждойзадаченачистой
|
|
сторонелиста.
Работы, выполненные в соответствии с вышеука- занными требованиями, студент должен выслать для проверки.
При решении задачи следует строго следить за соблюдением единства размерности величин, входящих в ту или иную расчетную зависимость. Как показывает практика, рецензирования контрольных работ, несоблюдение единства размерности является одной из наиболее частых ошибок, допускаемых студентами, и приводит к грубому искажению получаемой расчетной величины и всего результата вцелом.
Работа может быть зачтена только в том случае, если она не содержит принципиальных и грубых арифметических ошибок. Арифметические ошибки, вызванные несоблюдением единства размерности или какой-либо небрежностью при расчетах, будут оценены наравне с принципиальными ошибками методического характера.
К экзамену студента допускают после получения им зачета как по всем контрольным
, так и по лабораторным работам, которые он должен выполнить и защитить в кабинете.
При сдаче экзамена нужно предъявить экзаменатору зачтенные работы и дополнительно их защитить.
Контрольная работа 1
Задача 1
Построить эпюры избыточного гидростатического давления воды на стенки плотины ломаного очертания. Определить силы давления на 1 метр ширины вертикальной и наклонной частей плотины (рис.1) и точки их приложения, если: глубина воды h, высота вертикальной части стены ABhAB; угол наклона стены BC к горизонту 30○.
Таблица 1
Исходныеданные | Номерварианта | |||||||||
h, м | 3,0 | 4,5 | 5,5 | 7,0 | 7,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 5,5 | 4,0 |
hAB, м | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 4,0 | 5,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 3,5 | 2,5 |
Рисунок 1
Задача 2
Определить величину и направление силы гидростатического давления воды на 1 метр ширины вальцового затвора диаметром D (рис.2).
Таблица 2
Исходныеданные | Номерварианта | |||||||||
D, м | ||||||||||
1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 1,3 | 1,7 | 2,2 | 2,8 | 3,5 |
Рисунок 2.
Задача 3
Определить давление воды p1 в узком сечении трубопровода (рис.3, сечение 1-1), если: давление в широкой его части (сечение 2-2) равно p2, расход воды, протекающей по трубопроводу, Q=5 л/с, диаметры труб узкого и широкого сечения соответственно d1 иd2.
Режим движения воды в трубопроводе –
турбулентный.
Таблица 3
3. Коэффициенты местных сопротивлений принять: на входе в трубу, имеющую сетку с обратным клапаном ζвх=3,0; на входе в трубу, имеющую сетку с обратным клапаном, водой, ζвых=1,0.
|
|
Рисунок 3
Задача 4
Определить диаметр d самотечного трубопровода длиной l, подающего воду из реки в береговой колодец, и разность уровней воды H в колодце и реке (рис.4), если: расход воды, забираемой насосом из берегового колодца на нужды водоснабжения, Q; расчетная скорость движения воды по самотечному трубопроводу V=0,7+1,5 м/с; эквивалентная шероховатость трубы kэ =1 мм; температура воды t○C.
Примечания:
1. Скоростями движения воды на свободной поверхности в реке и береговом колодце следует пренебречь.
2. Вычисленный диаметр самотечной трубы следует округлить до ближайшего большего стандартного значения: 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 мм.
Рисунок 4
Задача 5
Определить расход воды Q, проходящей через водоспускную трубу в бетонной плотине, если напор над центром трубы H, диаметр трубы d, длина ее l (рис.5).
|
|
Таблица 5
Исходные данные | Номерварианта | |||||||
Н, м | ||||||||
d, м | 1,0 | 1,25 | 1,50 | 1,50 | 1,75 | 1,75 | 2,0 | 2,0 |
l, м | 7,0 | 8,0 | 4,0 | 6,0 | 5,0 | 7,0 | 12,0 | 8,0 |
3. Рассчитать предельные расходы и соответствующие им глубины перед трубой, при которых труба будет работать в безнапорном и полунапорном режимах.
Таблица 6
Исходныеданные | Номерварианта | |||||||||
Qmax, м3/с | 4,5 | 3,9 | 14,5 | 12,8 | 1,7 | |||||
Ннас, м | 3,0 | 2,6 | 3,2 | 3,6 | 5,0 | 2,2 | 4,1 | 2,4 | 5,4 | 4,0 |
iT | 0,008 | 0,003 | 0,020 | 0,006 | 0,004 | 0,01 | 0,003 | 0,015 | 0,012 | 0,005 |
Рисунок 5
Контрольнаяработа 2
Задача 6
Дорожная насыпь, имеющая высоту Ннас, ширину земляного полотна В=12 м и крутизну заложения откосов m=1,5, пересекает водоток с переменным расходом, для пропуска которого в теле насыпи укладывается с уклоном iт круглая железобетонная труба, имеющая обтекаемый оголовок.
Требуется:
1. Подобрать диаметр трубы для пропуска максимального расчетного расхода Qmaxв напорном режиме при допустимой скорости движения воды в трубе Vдоп=4 м/с и максимально допустимом расстоянии от бровки насыпи до подпорного уровня аmin=0,5м.
2. Определить фактическую скорость движения воды в трубе vф=при пропуске максимального расхода и глубину Н воды перед трубой, соответствующую этому расходу.
Рисунок 6
Задача 7
Магистральный оросительный канал трапеце- идальногосечения, имеющий ширину по дну b, крутизну откосов m =0,025, проложенный с уклоном i и пропускающий расход Q, пересекает железнодорожную линию.
На пересечении железной дороги с каналом установлен малый однопролетный мост, имеющий прямо- угольное отверстие. Возвышение низа пролетного строения моста над дном русла Нм.
Требуется:
1. Определить ширину отверстия моста bм для пропуска расхода Q, если максимально допустимая скорость движения воды в подмостовом русле Vдоп, а минимально допустимое превышение низа пролетного строения над уровнем подпертого горизонта перед мостом amin=0,5.
|
|
2. Найти глубину воды Н перед мостом при пропуске через выбранное отверстие моста заданного расхода.
3. Вычислить скорости движения воды перед мостом V, за мостом V○ и в расчетном сечении подмостового русла Vp.
4. Определить ширину потока по урезу воды перед мостом B и за мостомB○.
Примечание: При решении задачи принять коэффициент расхода µ =0,35; критерий затопления N=0,8; расчетный коэффициент k=0,52.
|
Таблица
Рис. 8