Тема 2.1 Давление и законы гидростатики

Студент должен:

знать: единицы измерения, свойства, виды гидростатическою давления, основное уравнение гидростатики, приборы для измерения давления;

уметь: определять давление в покоящейся жидкости и газе с помощью приборов и формул.

Давление, виды и единицы измерения. Гидростатическое давление, его свойства. Основное уравнение гидростатики Гидростатическое давление в покоящемся газе. Приборы для измерения давления. Расчеты давления применительно к пластовым условиям. Глубинные манометры.

Литература: 1.

Методические указания

В этой теме прежде всего необходимо уяснить, какие силы могут действовать на покоящуюся жидкость. Затем усвоить понятие гидростатического давления в точке и его основные свойства.

В Международной системе (СИ) единиц измерения за единицу давления принято равномерное распределенное давление, при котором на 1 м² приходится сила, равная 1 Ньютону, называемая Паскалем.

Для усвоения единиц измерения давления и связи между ними полезно решить несколько задач на определение величины гидростатического давления, выражая эту величину в различных размерностях.

Важно знать основное уравнение гидростатики и иметь ясное представление о разнице между абсолютным и избыточным давлением. Следует разобраться в понятии пьезометрической высоты и гидростатического напора. Необходимо знать, что для всех точек данного объема покоящейся жидкости гидростатический напор, относительно выбранной плоскости сравнения, есть величина постоянная.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое гидростатическое давление в данной точке?

2. Что называется абсолютным давлением, избыточным давлением и вакуумом?

3. Какими приборами можно измерить гидростатическое давление?

4. Что такое пьезометрическая высота и гидростатический напор?

5. В чем состоит закон Паскаля?

Тема 2.2 Силы давления

Студент должен:

знать: действие давления на различные-стенки;

уметь: применять законы гидростатики для решения практических задач.

Давление жидкости на плоские поверхности. Центр давления. Эпюры гидростатического давления. Давление жидкости на криволинейные поверхностиГоризонтальная и вертикальная составляющие силы давления. ЗаконАрхимеда. Простые гидравлические машины и устройства.

Практическая работаРешение задач на законы гидростатики

Литература: 1.

Методические указания

Прежде чем перейти к изучению вопроса о суммарном гидростатическом давлении на плоские стенки и цилиндрические поверхности, нужно усвоить методику построения эпюр гидростатического давления. Полезно рассмотреть несколько примеров построения эпюр давления на вертикальные и наклонные стенки. После этого следует разобрать два способа определения силы гидростатического давления на плоские стенки: аналитический и графический, понятие центра давления и способы его определения.

Для уяснения условий плавучести надо вспомнить закон Архимеда.

Полная сила давления на плоскую стенку равна произведению площади стенки на гидростатическое давление P_S в центре тяжести этой площади. P_S определяется через глубину погружения центра тяжести этой стенки под уровень жидкости. Точка приложения силы давления не совпадает с глубиной погружения центра тяжести, а находится в точке давления.

Для определения силы давления на криволинейную поверхность нужно воспользоваться формулой:

где

F_r - горизонтальная составляющая, равная силе давления на боковую плоскую стенку, которой является вертикальная проекция смоченной горизонтальной поверхности (F_r =P_C * S);

F_B - вертикальная составляющая, определяемая как вес жидкости в объеме тела давления. (F_B =ρgV_т.д. ).

К простым гидростатическим машинам относятся гидравлический пресс, гидравлический домкрат, гидравлический аккумулятор, гидравлический мультипликатор и т. д. Они используются для создания больших сил давления при помощи жидкости. Их работа основана на применении закона Паскаля.

Вопросы для самоконтроля

1. Как определить величину силы гидростатического давления на плоскую стенку? Дайте схему изображения.

2. Что такое центр давления и как его определить?

3. Как определить величину, направление и точку, приложения силы гидростатического давления на криволинейную поверхность?

4. Что такое остойчивость плавающего тела, метацентр и метацентрическая высота?

5. В чем состоит закон Архимеда?

6. На чем основана работа гидравлических машин?

Раздел 3 ГИДРОДИНАМИКА

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: