Методические указания к решению задачи 6

Суммарную силу избыточного давления воды на цилиндри­ческую поверхность определяют по формуле

, Н

где - горизонтальная составляющая силы избыточного гидростатического давления , Н;

- вертикальная составляющая силы избыточного гидростатического давления , Н

Рис. 9 - Расчетная схема бака и крышки с положением координатных осей

Горизонтальная составляющая силы избыточного гидроста­тического давления равна силе давления на вертикальную проек­цию цилиндрической поверхности

, Н,

где - избыточное гидростатическое давление в центре тяжести площади проекции криволинейной поверхности на плоскость , Па;

- площадь проекции криволинейной поверхности на вертикальную плоскость YOZ, м²

, Па

, м²

Вертикальная составляющая силы избыточного гидроста­тического давления равна весу жидкости в объеме тела давления

, Н,

где - объем тела давления, м³;

- удельный вес жидкости, Н/м³

, м³

При нахождении объема тела давления цилиндрическую поверхность разбивают на две симметричные части расположенные относительно горизонтальной плоскости . Для каждой части отдельно находится тело давления.

Тело давления представляет собой объем, ограниченный криволинейной поверхностью, ее проекцией на пьезометрическую плоскость и заключенный между верти­кальными плоскостями, проходящими через крайние образующие цилиндрической поверхности.

В рассматриваемом примере пьезометрическая плоскость проходит по свободной поверхности воды открытого резервуара.

Если тело давления расположено со стороны поверхности, смачиваемой жидкостью (в теле давления находится вода), то оно положительно и направлена вниз. Если тело давления находится со стороны поверхности не смачиваемой жидкостью (в теле давления нет воды), тотакое тело давления отрицательно и сила направлена вверх.

В данной задаче для нахождения тела давления ци­линдрическую поверхность нужно разделить на две части: и . Тело давления для поверхности будет отрицательным, а для положительным.

Результирующий объем тела давления на всю цилиндриче­скую поверхность и его знак находятся путем алгебраическо­го суммирования тел давления на криволинейные поверхности и .

Суммарная сила избыточного гидростатического давления на цилиндрическую поверхность направлена по радиусу кривизны. Линия действия силы давления проходит через центр кривизны под углом к горизонту.

Координаты центра давления равны

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ (ЗАЧЕТУ)

ТЕМА I. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ

1. Назовите основные свойства жидкостей. Дайте определе­ние каждому из них.

2. Что называется сжимаемостью жидкостей? Напишите формулу для коэффициента объемного сжатия и раскройте его физический смысл.

3. Что такое вязкость жидкости, чем она характеризуется и от чего зависит?

4. Напишите формулу для силы внутреннего трения в жид­кости (закон вязкости Ньютона). Раскройте физический смысл всех величин, входящих в эту формулу.

5. Какой зависимостью связаны между собой динамический и кинематический коэффициенты вязкости жидкости?

ТЕМА II. ГИДРОСТАТИКА

6. Гидростатическое давление и его свойства. Виды гидро­статического давления.

7. Приведите основное уравнение гидростатики.

8. В чем состоит закон Паскаля и какова его связь с основ­ным уравнением гидростатики? Действие каких гидравлических установок основано на законе Паскаля?

9. Как определяют силу суммарного гидростатического дав­ления жидкости на плоскую стенку? Что называется центром дав­ления? Как расположен центр давления относительно центра тя­жести смоченной поверхности стенки? Приведите формулу (с пояснением всех входящих в нес параметров), по которой определя­ют положение центра давления.

10. Как определяют силу давления на горизонтальную пло­скую стенку? В чем заключается сущность "гидростатического парадокса"?

11. Как определяют горизонтальную и вертикальную со­ставляющие силы давления на криволинейную (цилиндрическую) поверхность? Чему равна равнодействующая сила, суммарного гидростатического давления на криволинейную (цилиндричес­кую) поверхность?

I2. Выведите формулу для определения горизонтальной и вертикальной составляющих силы давления на цилиндрические криволинейные поверхности.

13. Как определить направление и точку приложения рав­нодействующей полного суммарного давления жидкости на кри­волинейную поверхность?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: