2018-01-08
425
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
