8.Закон Паскаля. Давление жидкости на плоскую поверхность.
Формулировка закона Паскаля Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях. Это утверждение объясняется подвижностью частиц жидкостей и газов во всех направлениях.
На основе закона Паскаля гидростатики работают различные гидравлические устройства: тормозные системы, прессы и др.
Закон Паскаля неприменим в случае движущейся жидкости (газа), а также в случае, когда жидкость (газ) находится в гравитационном поле; так, известно, что атмосферное и гидростатическое давление уменьшается с высотой.
Сила давления жидкости на горизонтальную поверхность равна гидростатическому давлению, умноженному на площадь ω:
Pполн = (р0 + γh)ω, |
1.4 |
где Pполн – сила давления с учетом внешнего давления, измеряется в ньютонах (Н);
h – глубина погружения данной горизонтальной поверхности, м.
Сила манометрического давления, при условии, что внешнее давление в формуле (1.4) равно атмосферному p0 = pат, определяется по следующей формуле:
P = γhω. |
1.5 |
Сила давления жидкости и центр давления на плоские стенки могут быть вычислены аналитическим и графо-аналитическим способами с помощью эпюры гидростатического давления.
9.Установившееся и неустановивш. Движение. Напорное и безнапорное движение
Неустановившееся движение – такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление с течением времени изменяются, т.е. u и P зависят не только от координат точки в потоке, но и от момента времени, в который определяются характеристики движения т.е.:
и
.
Примером неустановившегося движения может являться вытекание жидкости из опорожняющегося сосуда, при котором уровень жидкости в сосуде постепенно меняется (уменьшается) по мере вытекания жидкости.
Установившееся движение – такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление с течением времени не изменяются, т.е. u и P зависят только от координат точки в потоке, но не зависят от момента времени, в который определяются характеристики движения:
и
,
и,
следовательно,
,
,
,
Напорные потоки (напорные движения) - это такие, когда поток ограничен твердыми стенками со всех сторон, при этом в любой точке потока давление отличается от атмосферного обычно в большую сторону, но может быть и меньше атмосферного. Движение в этом случае происходит за счёт напора, создаваемого, например, насосом или водонапорной башней. Давление вдоль напорного потока обычно переменное. Такое движение имеет место во всех гидроприводах технологического оборудования, водопроводах, отопительных системах и т.п.
Безнапорные потоки (безнапорные движения) отличаются тем, что поток имеет свободную поверхность, находящуюся под атмосферным давлением. Безнапорное движение происходит под действием сил тяжести самого потока жидкости. Давление в таких потоках примерно одинаково и отличается от атмосферного только за счет глубины потока. Примером такого движения может быть течение воды в реке, канале, ручье.