- •150405, 270205, 190601, 190603, 110301, 110202 Для студентов
- •150405, 270205, 190601, 190603, 110301, 110202 Для студентов
- •1. Учебная программа по дисциплине: "Гидравлика".
- •Гидростатика
- •Гидростатическое давление
- •2.2. Сила гидростатического давления на плоскую поверхность
- •Сила гидростатического давления на криволинейную поверхность
- •3. Основы гидродинамики и гидравлические сопротивления
- •Основы кинематики потока жидкости
- •3.2. Уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности потока)
- •3.3.Уравнения Даниила Бернулли
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки
- •3.3.2. Уравнение Бернулли для элементарной струйки
- •3.3.3. Уравнение Бернулли для потока
- •3.4. Потери напора
- •3.4.1. Потери напора по длине
- •3.4.2. Потери напора на местные сопротивления
- •4. Определение основных параметров гидроприводов возвратно-поступательного движения
- •5. Определение основных параметров гидроприводов вращательного движения
- •6. Задания к расчетно-графическим работам
- •7. Примеры решения задач
- •Составим соотношения:
- •Тест по дисциплине «Гидравлика»
- •Приложения
- •Список литературы
2.2. Сила гидростатического давления на плоскую поверхность
Сила гидростатического давления на плоскую поверхность (рис.3)
, (9)
где |
|
- давление на свободной поверхности, Па; |
|
|
- площадь поверхности, м2; |
|
|
- глубина погружения центра тяжести смоченной площади поверхности, м. |
Единицей силы в системе СИ является ньютон (Н):
.
Сила избыточного давления при :
. (10)
Центр давления – точка пересечения линии действия силы Р с плоскостью стенки. Положение центра давления (точка D на рис. 3) в плоскости стенки определяется формулами:
, (11)
Рис. 3. Сила гидростатического давления на плоскую
наклонную стенку
, (12)
где |
|
- координата центра давления и центра тяжести смоченной части поверхности, м; |
|
|
- момент инерции площади смоченной части поверхности относительно горизонтальной оси, проходящей через центр ее тяжести, м4 (приложение 4); |
|
|
- смещение центра давления относительно центра тяжести вдоль оси OY, м. |
Сила гидростатического давления на криволинейную поверхность
Силу гидростатического давления на криволинейную поверхность определяют по формуле (рис. 4).
, (13)
где |
, |
- горизонтальная и вертикальная составляющие силы избыточного давления, Н. |
Горизонтальная составляющая равна силе давления на вертикальную проекцию криволинейной поверхности.
, (14)
где |
|
- давление на поверхности жидкости, Па; |
|
|
- глубина погружения центра тяжести вертикальной проекции криволинейной поверхности, м; |
|
|
- площадь вертикальной проекции криволинейной поверхности, м2. |
Рис. 4. Сила гидростатического давления на
криволинейную поверхность:
- криволинейная поверхность; - элементарная сила гидростатического давления; - горизонтальная и вертикальная составляющие силы гидростатического давления; - проекция криволинейной поверхности АВ на горизонтальную плоскость хоz; - проекция криволинейной поверхности АВ на вертикальную плоскость yоz; b – ширина
Если манометрическое давление на свободной поверхности жидкости равно нулю (т.е. давление на свободной поверхности равно атмосферному ), тогда
. (15)
Вертикальная составляющая равна весу жидкости в объеме тела давления и определяется выражением:
. (16)
Тело давления расположено между вертикальными плоскостями, проходящими через крайние образующие цилиндрической поверхности, самой цилиндрической поверхностью и свободной поверхностью жидкости или ее продолжением.
Если давление на свободной поверхности жидкости р0 ≠ рат, то тело давления ограничивается сверху пьезометрической плоскостью, удаленной от свободной поверхности жидкости на расстояние
.
Направление силы Р определяется тангенсом угла наклона :
. (17)