Контрольное задание 1

Задача I-1. Для испытания на плотность резервуара произведе­на его опрессовка, т. е. наполнение под давлением p₁ жидкостью, имеющей модуль упругости Е. За время t давление в резервуаре, вследствие утечек жидкости через швы, понизилось до р₂. Сколько за это время из резервуара вытекло жидкости, если он имеет фор­му цилиндра с диаметром d и высотой h? Деформацией стенок резервуара ввиду большой их жесткости можно пренебречь. (По желанию студента можно выполнить расчет с учетом деформиро­вания стальных стенок резервуара, предварительно определив их толщину по давлению p₁).

К задаче I-1. Рис. 1

Задача I-2. Определить длительность времени работы поршне­вого насоса гидравлического пресса, необходимую для опрессования детали А, если в результате прессования силой Р рабочий поршень поднимается на h, а начальное давление под рабочим поршнем равно атмосферному (пренебречь собственным весом поршня, имею­щим диаметр D). Растяжением стенок рабочего цилиндра и трубы, соединяющей насос с рабочим цилиндром, пренебречь. Поршень насоса, имеющий диаметр d и ход s, делает п двойных ходов в ми­нуту. Модуль объемной упругости рабочей жидкости Е.

Задача I-3. Испытуемая жидкость заливается в кольцеобраз­ную щель между двумя цилиндрическими поверхностями, имеющи­ми диаметры D и d. Определить дина­мический и кинематический коэффи­циенты вязкости испытуемой жидкости. а также ее вязкость в условных гра­дусах Энглера, если внутренний ци­линдр вращается относительно непо­движного внешнего цилиндра со ско­ростью п об/мин, для чего необходим вращающий момент Мо + М, где Мо  момент трения в опорах, т. е. при отсут­ствии испытуемой жидкости в кольцевом зазоре; М — момент трения в слое испы­туемой жидкости. Ввиду того, что d  (D—d), зазор (щель) между цилиндрами при рас­чете трения можно считать не круговым (кольцевым), а плоским.

К задаче I-3.

Рис. 2

К задаче II-1.

Рис. 3

Задача II-1. Определить направление (вверх или вниз) и вели­чину силы S, которую необходимо приложить к штоку поршня для удержания его на месте, если над поршнем находится жидкость А, под поршнем и в ре­зервуаре, куда опущен открытый нижний конец трубы, — жидкость Б; давление в точке при­соединения манометра р_м. Собственным весом поршня и штока, а также трением поршня в цилиндре и штока в сальнике пренебречь.

Задача II-2. Определить показание h двух­жидкостного дифференциального манометра, при котором система из двух поршней, имею­щих общий шток, будет находиться в равно­весии, если в обоих цилиндрах находится жидкость A, а в колене двухжидкостного диф­ференциального манометра — жидкость Б; показание пружинного манометра р_м. Трением поршней в цилиндрах пренебречь.

Задача II-3. Определить силу S, на кото­рую должно быть рассчитано запорное устрой­ство квадратной крышки, поворачивающейся вокруг горизонтальной оси О и закрывающей отверстие в боковой плоской стенке сосуда, если в сосуде находится жидкость Ж, а по­казание манометра, присоединенного в верхней части сосуда, р_м.

К задаче II-2.

Рис. 4

Задача III-1. Цилиндрический закрытый сосуд с вертикальной осью, имеющий высоту Н и диаметр 2R, наполнен жидкостью на глубину Н_о. Определить скорость его вращения (число оборотовв минуту) в двух случаях: при которой: а — вершина воронки рас­положится на высоте h над дном сосуда; б — диаметр воронки бу­дет равен 2 r.

Для одного из этих случаев показать изменение давления по вы­соте боковой стенки сосуда и по его днищу.

К задаче II-3.

Рис. 5

К задаче III-1.

Рис. 6

Задача III-2. Построить профиль свободной поверхности жидко­сти в сосуде, движущемся горизонтально слева направо: а) с по­ложительным ускорением а₁; б) равномерно; в) с отрицательным ускорением а₂, если начальное наполнение сосуда Н, а его длина l.

Для одного из указанных случаев построить эпюры давления на дно, переднюю и заднюю стенки сосуда.

К задаче III-2.

Рис. 7

К задаче III-3.

Рис. 8

Задача III-3. Установить распределение давления р по дну и определить силу давления Р на дно открытого цилиндрического сосуда находящейся в нем жидкости Ж, если начальное наполнение сосуда Н, диаметр сосуда 2R, скорость вращения сосуда п об/мин.

Таблица к задаче I-1

Вариант		Е, н/см^2			p1, amu		p2, ати		d, мм			h, мм		t , ч
а		200 000			25		20		1000			1200		24
б		140000			40		35		600			1400		10
в		130000			50		42		800			1000		16
г		135000			30		28		700			1100		2
д		140000			35		33		900			1300		6
е		200000			45		42		500			1500		8
ж		135000			28		25		960			2000		12
3		200 000			32		30		840			1900		14
и		130000			37		33		780			1700		18
к		140000			48		44		1050			1800		20
Таблица к задаче I-2
Вариант	Е, н/см^2		D, мм	H, мм		d, мм		s, мм		v, мм	l, мм		р, мм		h, мм	n,обмин
а	13^.10^4		100	200		10		10		20	500		10^6		20	50
б	14^.10^4		200	150		12		10		22	600		2^.10^6		30	40
в	13,3^.10^4		120	120		14		12		24	700		0,8^.10^6		10	46
г	13,8^.10^4		140	140		16		12		26	800		1,2^.10^6		40	60
д	13,9^.10^4		160	130		18		12		28	900		1,5^.10^6		25	54
е	13,7^.10^4		180	110		16		14		22	1000		1,7^.10^6		15	42
ж	13,1^.10^4		170	190		14		12		24	900		1,8^.10^6		35	43
з	13,2^.10^4		190	170		12		10		26	800		1,3^.10^6		38	52
и	13,6^.10^4		150	180		10		10		28	700		1,l^.10^6		32	44
к	13,5^.10^4		130	160		14		14		20	600		1,4^.10^6		28	56

Таблица к задаче I-3

Вариант	М, нcм	п, об/мин	D, мм	d, мм	h, мм	, г/см^3
a	2000	100	200	194	100	0,90
б	200	110	200	190	90	1,00
в	1000	120	220	210	110	0,80
г	120	110	230	220	80	0,70
д	150	90	230	222	105	0,75
е	1200	95	228	220	95	0,85
ж	1500	105	210	200	85	0,95
3	1800	115	204	196	115	0,90
и	3000	100	202	198	100	0,80
к	1500	80	208	200	120	0,72

Таблица к задаче II-1

Вариант	D, мм		d, мм	, мм		h, мм	a, мм	l, мм	b, мм		c, мм		рм, ата	Жидкость А		Жид кость Б
a	200		50	50		1000	100	1000	500		300		1,1	Вода		Вода
6	100		70	30		500	100	7000	600		500		0,9	Воздух		”
в	120		20	40		100	40	5000	400		200		1,2	Глиц.		”
г	160		30	40		800	50	3000	300		100		0,8	Воздух		Глиц.
д	250		40	50		1000	80	2000	500		400		1,3	”		Вода
е	180		80	40		500	120	6000	800		600		0,7	Вода		”
ж	225		60	50		300	100	4000	600		400		1,4	Глиц.		Глиц.
3	210		70	50		200	150	8000	500		300		0,5	Вода		Вода
и	170		90	40		100	200	9000	300		200		1,6	Воздух		”
к	150		70	40		200	50	1000	200		100		1,5	Вода		”
Таблица к задаче II-2
Вариант		Жидкость А			Жидкость Б					D, мм		d, мм			, мм	pм, ата
a		Вода			Ртуть					200		100			10	1,1
6		”			Керосин					220		210			12	0,9
в		”			Ртуть					300		100			16	2,0
г		Воздух			Спирт					280		140			14	1,8
д		”			Ртуть					240		110			12	1,5
е		Вода			Масло трансформаторное					230		220			10	1,1
ж		”			Ртуть					250		150			14	1,2
3		”			Керосин					260		270			16	1,1
и		Воздух			Спирт					270		160			12	0,8
к		Вода			Ртуть					290		180			10	1,4

Таблица к задаче II-3

Вари­ант	Ж	рм	b, мм	h, mm	а, мм	с , мм
а	Вода	0,1 атв	100	1200	1000	500
б	Керосин	0,1 ати	120	800	800	400
в	Бензин	1,2 ата	80	700	900	300
г	Спирт	0,2 ата	90	600	700	200
д	Глицерин	0,9 ата	110	1300	600	100
е	Вода	0,2 атв	100	2600	700	250
ж	Масло трансформа­торное	0,3 ати	120	160	800	150
з	Вода	1,3 ата	80	1500	900	350
и	Керосин	- 0,1 ата	90	1000	1000	450
к	Бензин	1,1 ата	110	900	600	500

Таблица к задаче III-l

Вари­ант	H, мм	H0, мм	R, мм	h, мм	r, мм
a	1000	600	100	0	100
б	800	600	100	100	80
в	600	400	100	200	90
г	400	300	80	0	80
д	300	200	100	50	50
е	500	400	60	100	60
ж	700	500	70	0	50
3	900	600	90	100	80
и	1100	800	110	200	100
к	1200	900	120	0	120

Таблица к задаче III-2

Вариант	H, мм	t, мм	a1, м1сек^2	a2, м1сек^2
а	1000	6000	1,0 1,0	0,05
б	900	5000	1,2 1,2	0,60
в	800	4000	1,3 ,3	0,70
г	700	3000	1,1 ,1	0,55
д	600	2000	1,4 ,4	0,55
е	500	1000	1,5 .5	0,65
ж	600	3000	1,2 .2	0,50
з	700	4000	1,3 ,3	0,65
и	800	6000	1,1 ,1 •	0,70
к	900	4000	1,0 ,0	0,65

Таблица к задаче III-3

Вариант	Ж	Н, мм	R, мм	п, об/мин
а	Вода	1000	300	100
б	Бензин	1200	200	110
в	Керосин	1100	250	90
г	Глицерин	900	220	801
д	Масло трансформаторное	800	280	120
е	Молоко	700	270	85
ж	Вода	1300	260	115
з	Глицерин	600	230	125
и	Керосин	1400	240	95
к	Бензин	500	210	105