- ширина стенки.

Площадь эпюры давления определяем по формуле площади трапеции

.

Тогда искомая сила будет равна

НкН.

При этом высоту точки приложения этой силы от поверхности воды можно определить по формуле [1, с.32]

м.

Ответ: Па; Па;

кН.

Задача 2

Для подачи воды из резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, предусмотрен короткий трубопровод, состоящий из труб разного диаметра, соединенных последовательно (рис.2.1 и 2.2). Над горизонтом воды в резервуаре поддерживается внешнее давление .

Требуется:

1. Выяснить режим движения на каждом участке короткого трубопровода.

2. Определить напор с учетом режима движения. В случае турбулентного режима движения для определения коэффициента использовать универсальную формулу А.Д. Альтшуля, справедливую для всех зон сопротивления этого режима, формула имеет вид

.

Высота эквивалентной шероховатости для технических труб задана в таблице исходных данных.

Расчет выполнить для одного из вариантов по данным, приведенным в табл.2.1 и 2.2.

Исходные данные:

Исходные данные	Последняя цифра номера зачетной книжки	Исходные данные	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	3		1
Расход , л/с	10	Длина, , м	150
Внешнее давление , Па∙105	1,05	Длина, , м	100
Диаметр , мм	75	Эквивалентная шероховатость , мм	0,45
Диаметр , мм	100	Температура воды , °С	13
Номер рисунка	2.2	Номер рисунка	2.2

Рис.2. Расчетная схема к задаче 2

Решение:

Рассмотрим установившееся движение воды в заданном трубопроводе (рис.2).

1. Составляем уравнение Бернулли в общем виде для сечений 0-0 и 1-1 (сечение 0-0 совпадает со свободной поверхностью воды в левом резервуаре, сечение 1-1 - со свободной поверхностью правого резервуара):

, (1)

где и - расстояние от произвольно выбранной горизонтальной плоскости сравнения до центра тяжести живых сечений 0 и 1;

и - давление в центрах тяжести живых сечений 0 и 1;

и - средняя скорость движения жидкости в живых сечениях 0 и 1;

и - коэффициент Кориолиса. Для турбулентного режима движения жидкости ;

- суммарные потери напора на преодоление сил сопротивления при движении потока в заданном трубопроводе;

- удельный вес жидкости. Для воды при принимаем Н/м³ [1, табл.1.2].