Основные свойства жидкости 1. Удельный вес бензина γ = 7063, Н/м3. Определить его плотность. 2. Плотность дизельного мазута ρ = 878 кг/м3. Определить его удельный вес. 3. При нормальных условиях коэффициент объемного сжатия бензола составляет βΩ = 9∙ 10-10 Па-1, а температурный коэффициент объемного расширения βt =2,4∙ 10-4 К-1 . При его нагревании на Δt = 1 К, объем бензола не изменился. Определить величину изменения внешнего давления Δp. 4. Трубопровод диаметром d 500 мм и длиной L 1000 м наполнен 0 водой при давлении 400 кПа , и температуре воды 5 C . Определить, пренебрегая деформациями и расширением стенок труб, давление в 0 трубопроводе при нагревании воды в нем до 15 C , коэффициент 10 Па 1 , коэффициент температурного объемного сжатия 5,18 10 C . расширения t 150 10 5. Найти плотность морской воды на глубине h= 5000 м, если ее плотность на поверхности ρ0 = 1030 кг/м3, а модуль упругости составляет Е0 =2,083 ГПа. (При вычислении гидростатического давления морской воды ее плотность принять равной плотности воды на поверхности). 6. Удельный вес морской воды на её поверхности составляет γп = 10,070 кН/м3 . Определить величину удельного веса воды γ на глубине, где величина гидростатического давления составляет p = 100 ат. Принять, что температура и концентрация соли в морской воде не меняются с глубиной, коэффициент объемного сжатия βΩ = 0,495 нм2/Н. 7. Определить коэффициент динамической и кинематической вязкости 6 0 1 3 3 воды, если шарик d = 2 мм из эбонита с 1,2 10 кг м падает в воде с постоянной скоростью u 0,33 м с . Плотность воды 10 3 кг м 3 . 8. При гидравлическом испытании системы объединенного внутреннего противопожарного водоснабжения допускается падение давления в течение 10 мин на p 4,97104 Па. Определить допустимую утечку при испытании системы вместимостью 80 м 3 . 9. Участок трубопровода заполнен водой при атмосферном давлении. Требуется определить повышение давления в трубопроводе при нагреве воды на t 0 C и закрытых задвижках на концах участка. 10. Два мыльных пузыря радиусами r1 и r2 сливаются в один пузырь радиусом r3 , известен коэффициент поверхностного натяжения σ. Выразить величину внешнего давления (атмосферного) через данные величины. 1 ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ 1. Барометрическая трубка погружена в чашку с ртутью (рис.1). Определить величину абсолютного рабс и манометрического давления рман на глубине Н = 40 см под свободной поверхностью ртути. Барометрическое давление соответствует высоте h = 750 мм рт. ст. Чему равно барометрическое давление в метрах столба воды? Рис.1 2. Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку диаметром d = 50 мм поршня диаметром D = 100 мм для удержания его на месте. В камере справа от штока воздух, слева от поршня в и резервуаре – вода (рис.2.). Манометр показывает давление Рм = 0,02 МПа, Н = 5 м. Рис.2. 4. В сосуд с ртутью вертикально погружена открытая с нижнего конца трубка (рис.3). Уровень ртути в сосуде и трубке одинаков, когда поршень находится выше этого уровня на h0 = 1 м. Найти высоту поднятия уровня ртути в трубке h над уровнем ртути в сосуде, если высота подъема поршня стала H = 75 см. 2 Рис.3 5. В U- образную трубку наливают ртуть. Затем в одно из колен наливают масло, а в другую воду. Поверхности раздела ртути с маслом и водой в обоих коленах находятся на одном уровне. Определить высоту столба воды h, если высота столба масла H = 20 см, а γ = 0,9 Г/ см3. 6. Манометр состоит из трех стеклянных трубок, нижняя часть которого заполнена ртутью, слева над ртутью налито масло. Определить изменение давления ΔР в манометре, если уровень масла поднялся на Δh = 10 мм (рис.4). Отношение плотностей ртуть/масло = 14, отношение сечений трубок ω3/ω2 = 2, ω2/ω1 = 50. Рис.4 7. Определить разницу уровней ртути в U образном запаянном капиллярном сосуде разного диаметра и частично заполненного ртутью. Воздух из сосуда откачен. 8. Определить разницу уровней воды в U образном запаянном капиллярном сосуде разного диаметра и частично заполненного водой. Воздух из сосуда откачен. (Над поверхностью жидкости имеются только ее пары). 9. В открытый цилиндрический сосуд налиты равные по весу количества воды и ртути. Общая высота столба жидкости в сосуде Н= 143 см. Чему равно абсолютное давление на дно сосуда? 10. Широкое колено U- образного ртутного манометра имеет втрое больший диаметр, чем узкое. К какому колену следует прикрепить шкалу для отсчета измерения давления, чтобы точность измерения была выше? Ответ обосновать. 3 11. В сообщающиеся сосуды налита ртуть, а поверх неё в один сосуд налита вода высотой 1,2 м, а в другой – нефть высотой 0,38 м. Определить разность уровней ртути в сосудах. 12. Определить все виды гидростатического давления и величину напора в баке с нефтью на глубине 3 м, если давление на свободной поверхности составляет 200 кПа. 13. Резервуар с трансформаторным маслом с = 886 кг/м3 испытывает давление над свободной поверхностью в 150 ат. Определить все виды гидростатического давления в резервуаре, если глубина заполнение 2,5 м. 14. Манометр, расположенный на высоте z = 1,25 м от основания открытого резервуара с нефтью, показывает давление 0,75 атм. Найти высоту налива нефти и величину абсолютного давления на дно резервуара. 15. Определить манометрическое давление в точке А, расположенной на глубине 3 м. Определить пьезометрическую высоту для точки А, если давление на свободной поверхности равно 163,4 кПа (рис.5). Рис.5 16. Чему равна пьезометрическая высота, если манометр, присоединенный к цилиндру с машинным маслом, показывает величину избыточного давления в 10 бар? 17. В U-образной трубке находится ртуть. Затем в одно из колен налили воду, а в другое глицерин, причем поверхность раздела ртути с водой и глицерином находится на одном уровне. Определить высоту столба воды h в, если высота столба глицерина hг = 18 см. 18.Определить величину абсолютного и манометрического давления на выпускной клапан резервуара, находящейся под уровнем нефти плотности 840 кг/м3 на глубине 4,6 м. Барометрическое давление составляет 760 мм рт.ст. 19. Манометр, присоединенный к резервуару с нефтью плотности 840 кг/м3 , показывает давление 121 кПа, Определить уровень налива нефти в резервуаре. 4
