Контрольные задания для студентов заочной формы обучения включают контрольные задачи и вопросы, касающиеся основных понятий, определений, зависимостей и расчетных формул. Ответы на контрольные вопросы студенты приводят в своей работе после решения задач.

Вариант контрольного задания студента определяется шифром, состоящим из трех последних цифр № зачетной книжки (или № студенческого билета) студента.

Таблица вариантов

Задания для домашней контрольной работы

Раздел 1.

Задача 1.1.

Удельный вес бензина γ = 7063 Н/м³. Определить его плотность.

Задача 1.2.

Плотность дизельного мазута r = 878 кг/м³. Определить его удельный вес.

Задача 1.3.

Медный шар d = 100 мм весит в воздухе 45,7 H, а при погружении в жидкость 40,6 H. Определить плотность жидкости.

Задача 1.4.

Сосуд заполнен водой, занимающей объем W₁= 2 м³. На сколько уменьшится и чему будет  равен этот объем при увеличении давления на величину 200 бар при температуре 20^oС ? Модуль объемной упругости для воды при данной температуре Е_о = 2110 МПа.

Задача 1.5.

Канистра, заполненная бензином, и не содержащая воздуха, нагрелась на солнце до температуры 50^oС. На сколько повысилось бы давление бензина внутри канистры, если бы она была абсолютно жесткой? Начальная температура бензина 20^oС. Модуль объемной упругости бензина принять равным Е_о =1300 МПа,  коэффициент температурного расширения β_t = 8·10^{– 4}  1/град.

Задача 1.6.

Плотность масла АМГ-10 при температуре 20^oС составляет 850 кг/м³. Определить плотность масла при повышении температуры до 60^oС и увеличении давления с атмосферного (р₁=0,1 МПа) до р₂=8,7 МПа. Модуль объемной упругости масла  Е_о =1305 МПа, температурный коэффициент β_t = 0,0008 1/град.

Задача 1.7

При гидравлическом испытании системы объединенного внутреннего противопожарного водоснабжения допускается падение давления в течение 10 мин. на Dp = 4,97·10⁴ Па. Определить допустимую утечку Dw при испытании системы вместимостью w = 80 м³. Коэффициент объемного сжатия β_w= 5 10^-10  Па^-1.

Задача 1.8.

Определить величину избыточного давления (р, Па) на поверхность жидкости, находящейся в сосуде в состоянии покоя, если в трубке пьезометра вода поднялась на высоту h = 1,8 м.

Задача 1.9.

Определить изменение плотности воды при нагревании ее от t₁ = 7^оС до t₂ = 97^оС.

Задача 1.10.

Плотность первой жидкости равна 1000 кг/м³, второй – 800 кг/м³, а их смеси –  850 кг/м³. Определить отношение объемов жидкостей в смеси.

Раздел 2

Задача 2.1.

Определить объемный модуль упругости жидкости, если под действием груза А  массой 250 кг поршень прошел расстояние Δh = 5 мм.  Начальная высота положения поршня (без груза) H = 1,5 м; диаметр поршня d = 80 мм и резервуара D = 300 мм; высота резервуара h = 1,3 м. Весом поршня пренебречь. Резервуар считать абсолютно жестким.

Задача 2.2.

Трубопровод диаметром d = 500 мм и длиной L = 1000 м наполнен водой при давлении 400 кПа, и температуре воды 5^оC. Определить, пренебрегая деформациями и расширением стенок труб, давление в трубопроводе при нагревании воды в нем до 15^оC, если коэффициент объемного сжатия b_w = 5,18∙10^-10 Па^-1, а коэффициент температурного расширения b_t = 150∙10^-6 1/ град.

Задача 2.3.

Определить коэффициент динамической и кинематической вязкости воды, если шарик d= 2 мм  из эбонита с r = 1,2·10³ кг/м³ падает в воде с постоянной скоростью  u = 0,33 м/с. Плотность воды r = 10³ кг/м³.

Задача 2.4.

В цилиндрический бак диаметром 2 м до уровня Н = 1,5 м налиты вода и бензин. Уровень воды в пьезометре ниже уровня бензина на h = 300 мм. Определить вес находящегося в баке бензина, если ρ_б= 700 кг/м³.

Задача 2.5.

Определить давление в резервуаре р_о и высоту подъема уровня h₁ в трубке 1, если показания ртутного манометра: h₂ = 0,15 м; h₃ = 0,8 м;  ρ_рт = 13,6 т/м³; ρ_в = 1 т/м^3.

Задача 2.6.

Определить манометрическое давление в трубопроводе А, если высота столба ртути по пьезометру h₂ =25 см. Центр трубопровода расположен на h₁ =40 см ниже линии раздела между водой и ртутью.

Задача 2.7.

Определить все виды гидростатического давления в баке с нефтью на глубине  H = 3 м, если давление на свободной поверхности нефти 200 КПа.  Плотность нефти   ρ = 0,9 т/м³.

Задача 2.8.

Стальная труба с внутренним диаметром d = 600 мм работает под давлением р = 3 МПа. Найти необходимую толщину стенок трубы, если допустимое напряжение для стали составляет [s] = 150 МПа. 

Задача 2.9.

Определить давление рo воздуха в напорном баке по показанию ртутного манометра. Какой высоты Н должен быть пьезометр для измерения того же давления рo? Высоты h=2,6 м; h₁=1,8 м; h2=0,6 м. Плотность  ртути ρ= 13600 кг/м3, воды ρ= 1000 кг /м3.

Задача 2.10.

Определить силу F, действующую на шток гибкой диафрагмы, если ее диаметр D = 200 мм, показания вакуумметра р_вак = 0,05 МПа, высота h = 1 м. площадью штока пренебречь. Найти абсолютное давление в левой полости, если h_атм = 740 мм. рт. ст.

Задача 2.11.

На поршень одного из сообщающихся сосудов, наполненных водой, действует сила Р₁ = 200 Н, а на поршень второго сосуда Р₂ = 300 Н. определить разность уровней жидкости в сосудах h, если диаметр первого поршня d₁ = 0,1 м, второго поршня d₂ = 0,15 м.

Задача 2.12.

Цилиндрический сосуд заполнен водой на высоту h = 0,6 м. Диаметр сосуда D = 40 cм, диаметр горловины d = 10 см. На свободную поверхность жидкости при помощи поршня приложена сила Р = 50 Н. Определить силу давления р₁ на дно сосуда, абсолютное давление в точке, лежащей на половине высоты сосуда.

Задача 2.13.

При гидравлическом испытании трубопровода диаметром d = 200 мм и длиной 250 м давление в трубе было повышено до 3 МПа. Через час давление снизилось до 2 МПа. Сколько воды вытекло через неплотности?

Задача 2.14.

Определить усилие, которое развивает гидравлический пресс, имеющий  d₂ = 250 мм, d₁ = 25 мм, а = 1 м и b = 0,1 м, если усилие, приложенное к рукоятке рычага рабочим, N = 200Н, а КПД равен 0,8.

Задача 2.15.

При гидравлическом испытании системы объединенного внутреннего противопожарного водоснабжения допускается падение давления в течение 10 мин. на Dp = 4,97104 Па. Определить допустимую утечку DW при испытании системы вместимостью W = 80 м³. Коэффициент объемного сжатия b_w= 5 · 10^-10 Па^-1.

Задача 2.16.

В боковую стенку сосуда А, наполненного водой, вставлена пьезометрическая трубка В. Определить абсолютное давление р на свободной поверхности жидкости в сосуде, если под действием этого давления вода в трубке поднялась на высоту h = 1,5 м.

Задача 2.17.

Сосуд заполнен водой, занимающей объем W₁= 2 м³. На сколько уменьшится и чему будет равен этот объем при увеличении давления на величину 200 бар при температуре 20^oС ?  Модуль объемной упругости для воды при данной температуре  Е_о = 2110 МПа.

Задача 2.18.

В цилиндре под поршнем находится воздух при манометрическом давлении 0,02 МПа. Определить перемещение поршня и давление в конце процесса изотермического сжатия, если на поршень дополнительно действует груз массой 5 кг. Диаметр поршня d = 100 мм. Высота начального положения поршня h = 500 мм.

Задача 2.19.

Имеется труба с переменным поперечным сечением и напорным движением жидкости. Определить среднюю скорость в первом сечении V₁, если известно, что диаметр первого сечения d₁=200 мм, диаметр второго сечения d₂=100 мм и средняя скорость во втором сечении V₂=1 м/с.

Задача 2.20.

Определить абсолютное давление в сосуде по показанию жидкостного манометра, если известно: h₁= 2м; h₂ = 0,5 м; h₃ = 0,2 м; ρ_м = 880 кг/м³.

Контрольные вопросы:

1. Что такое вязкость жидкости и что она характеризует?

2. В чем состоит закон вязкости Ньютона?

3. Какая связь существует между кинетическим и динамическим коэффициентами вязкости и какова их размерность?

4. Что такое пьезометрическая высота?

5. Что называется гидростатическим давлением? Укажите его основные свойства?

6. Как определяется суммарное давление жидкости на криволинейные стенки?

7. Что такое центр давления?

8. В чем состоит закон Паскаля?

9. В каких единицах и каким прибором измеряется гидростатическое давление?

10. Практическое применение основного уравнения гидростатики.

11. Что такое равномерное и неравномерное движение?

12. В чем состоит принцип работы водомера Вентури?

13. Что такое гидравлический радиус, гидравлический уклон?

14. Какие существуют ограничения для применения уравнения Бернулли?

15. Что такое равномерное и неравномерное движение?

16. Что такое живое сечение потока? Средняя скорость? Расход жидкости?

17. Какое соотношение существует между гидравлическим радиусом и диаметром трубы?

18. Какое движение называют ламинарным, турбулентным?

19. Что такое число Рейнольдса, в чем его физический смысл и практическое значение?

20. Как определяются потери напора на трение при ламинарном движении?

21. Что такое относительная и абсолютная шероховатости?

22. Какие трубы называются гидравлическими гладкими?

23. Что такое квадратичная область сопротивления?

24. Что такое местные сопротивления? По какой формуле находят потери напора на местные сопротивления?

25. От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном движении?

26. Как выражаются потери напора при внезапном расширении потока?

27. График Никурадзе.

28. Формула Жези и ее применение.

29. Какими признаками характеризуется отверстие в тонкой стенке?

30. Что такое коэффициент сжатия струи?

31. Какое влияние оказывает напор на величину коэффициента расхода при истечении через цилиндрические насадки?

32. Какие факторы влияют на высоту и дальность полета вытекающей из насоса струи?

33. Ветровая нагрузка на здания, распределение нагрузок по поверхности.

34. Фильтрация жидкости через пористые среды.

35. Скорость витания, ее роль в гидротранспорте.

36. Как найти повышение давления в трубе при внезапном закрытии задвижки?

37. Как определяются скорость и расход при фильтрации?

38. Составляющие и природа лобового сопротивления.

39. Явление гидроудара, формула Жуковского.

40. Особенности истечения газов через отверстия.