Задача № 1

Закрытый резервуар (рис. 1) заполнен жидкостью. Заданы плотность жидкости , избыточное гидростатическое давление на поверхности p_o, а также размеры «H» и «h».

Требуется определить:

1. Пьезометрическую высоту h_p для точки подключения пьезометра (трубки).

2. Давление в точке подключения пьезометра p_м.

3. Абсолютное и избыточное гидростатическое давление на дне резервуара.

4. Построить эпюру избыточного гидростатического давления на стенку АВ.

Табл. 1

Задача № 2

Круглый горизонтальный резервуар (рис. 3), имеющий диаметр D и длину L, заполнен жидкостью, плотность которой ρ. Манометр, установленный на уровне верхней образующей, показывает избыточное давление p.

Требуется определить:

1. Горизонтальную силу Р_х, действующую на левую торцевую грань резервуара.

2. Расстояние, на которое отстоит линия действия горизонтальной силы от оси резервуара (эксцентриситет).

3. Вертикальную силу Р_z,действующую на верхнюю половину резервуара.

Таблица 2.

Задача № 3

Вода в количестве Q  л/с  забирается насосом из берегового колодца А, который соединен с водоемом Б самотечной трубой длиной lc и диаметром d_c (рис. 5). Длина всасывающей трубы l_вс = l₁ + l₂, ее диаметр  d_вс. Средняя высота выступов на внутренней поверхности стенок труб (шероховатость) Δ_с=0,5 мм; Δ_вс= 0,25 мм. Коэффициент местного сопротивления сетки самотечной трубы ζ_с=5; коэффициент местного сопротивления на выход из самотечной трубы ζ_вых=1; сетки с обратным клапаном всасывающей трубы ζ_кл=3, колена всасывающей трубы ζ_к=0,3. Допускаемый вакуум в трубопроводе перед входом в насос h_вак=6,8 м.

Определить:

1. Превышение уровня воды в водоёме над уровнем воды в приёмном резервуаре z;

2. Максимально допустимую высоту расположения оси насоса над уровнем воды в колодце h_н;

3. Построить напорную и пьезометрическую линии для самотечной трубы.

Примечание: 1) скоростями движения воды в сечениях на свободной поверхности воды в водоеме и в колодце следует пренебречь. 2) Температура воды t = 10^оС.

Таблица 3

Задача № 4.

Определить расход воды Q, проходящей через водоспускную трубу в бетонной плотине, если напор над центром трубы H, диаметр трубы d, длина l (Рис. 7).

Табл. 4

Задача № 5

Дано: канал симметричного трапецеидального сечения, заложение откосов «m», ширина канала по дну «b», коэффициент шероховатости стенок «n», уклон дна канала «i» и расход «Q».

Требуется найти глубину наполнения канала «h», если движение в нем равномерное.

Таблица 5.

Задача № 6

Гидравлический расчёт малого моста с прямоугольным подмостовым руслом.

К малым относят мосты с пролётом до 25 м. Они вместе с дорожными трубами составляют большую часть (более 80% по численности) всех водопропускных сооружений на железных дорогах.

С точки зрения гидравлических требований малый мост должен удовлетворять двум основным условиям:

1. скорость потока под мостом не должна превышать допустимую скорость v_доп, которая устанавливается из условия неразмываемости грунта или определяется видом крепления подмостового русла;

2. должно быть обеспечено минимально допустимое превышение низа пролётного строения над уровнем поверхности воды перед мостом a_min (запас).

Исходными данными для расчёта являются следующие величины: расчётный расход Q; глубина в русле h_б, отвечающая расчётному расходу; высота расположения низа пролётного строения моста над дном русла H_м. Варианты заданий приведены в таблице 7.

Таблица 7

На рис. 10 показана схема протекания потока под мостом. В позиции а показан план потока (буквами С – С обозначено сжатое сечение), в позиции б – разрез по оси потока при работе без подтопления; в позиции в –  то же, при работе с подтоплением.

На рис. 10 введены следующие обозначения:

b – отверстие моста;

b_c – ширина потока в сжатом сечении;

H_м – высота расположения низа пролётного строения над дном русла;

H – глубина перед мостом;

a – запас высоты низа пролётного строения над поверхностью воды перед мостом;

h_б – бытовая глубина;

h_к – критическая глубина;

h – глубина под мостом;

v – средняя скорость в подмостовом русле;

v₀ – скорость подхода потока к мосту (в инженерных расчётах малых мостов эту скорость обычно не учитывают, принимая её равной нулю; это допущение идёт в запас расчёта).

Задача № 7

Вычисление расчетного расхода при достаточной продолжительности наблюдений

1. Определить статистические характеристики гидрологического ряда наблюдений за стоком воды в реке А.

2. Построить эмпирическую и теоретические (аналитические) кривые обеспеченности максимальных расходов воды.

3. Вычислить максимальный расход воды 1% вероятности превышения (обеспеченности) методами моментов и наибольшего правдоподобия.

Варианты заданий приведены в приложении 2.

Задача № 8

Удлинение недостаточного ряда наблюдений по данным рек-аналогов

Удлинить ряд ежегодных расходов воды в реке В по ряду многолетних наблюдений за стоком воды в реке-аналоге А.