3 Порядок выполнения работы

Определение заданных величин основано на применении основного уравнения гидростатики формула (16).

Для выполнения первого задания, необходимо провести плоскость сравнения, на которой расположены точки одинакового давления. Давление в правом колене создается давлением в трубопроводе А и давлением жидкостей плотностью и . Давление в левом колене определяется давлением в трубопроводе и давлением столба жидкости плотностью . Так как жидкость находится в равновесии, то для точек расположенных на плоскости сравнения будет соблюдаться равенство давлений.

Для выполнения второго задания, необходимо провести плоскость сравнения, на которой расположены точки одинакового давления. Давление в т. А с правой стороны будет определяться давлением и давлением жидкостей плотностью и . Давление в т. А с левой стороны определяется давлением столба ртути плотностью . Так как жидкость находится в равновесии, то для точек расположенных на плоскости сравнения будет соблюдаться равенство давлений.

Для выполнения третьего задания, необходимо провести плоскость сравнения, на которой расположены точки одинакового давления. При определении давления в т. А необходимо учесть, что т. А расположена ниже плоскости сравнения, на которой соблюдается равенство давлений.

Пример 4.

Два горизонтальных цилиндрических трубопровода А и В содержат соответственно минеральное масло плотностью 900 кг/ и воду плотностью 1000 кг/ . Высоты жидкостей, представленные на рис.5, имеют следующие значения: h_M = 0,2 м; = 0,4 м; h. = 0,9 м. Зная, что гидростатическое давление на оси в трубопроводе А равно 0,6 Па, определить давление на оси трубопровода В.

Дано:

= 900 кг/ ;

= 1000 кг/ ;

h_M = 0,2 м;

= 0,4 м;

h. = 0,9 м;

= 0,6 Па.

= ?

Решение:

Через точку С проведем плоскость сравнения о-о, для которой запишем равенство давлений:

+ g + g = g + (30)

Тогда

= + + g + g - g =

= 0,6 + 900 9,81 0,2 + 13600 9,81 0,4 – 1000 9,81 0,9 = 1,063 Па

Ответ: = 1,063 Па

Пример 5.

Вода плотностью = 1000 кг/ и минеральное мас­ло плотностью = 800 кг/ , находящиеся в закрытом резервуаре, сжимают воздух избыточным давлением Ро (рис.6). Поверхность раздела минерального масла и воды находится на расстоянии h₁ = 0,3 м от свободной поверхности. Показание U-образного ртут­ного манометра h' = 0,4 м. Разница высот свободных поверхностей жидкостей в резервуаре и ртутном манометре h = 0,4 м. Определить давление воздуха на свободной поверхности Ро.

Дано:

= 800 кг/ ;

= 1000 кг/ ;

h₁ = 0,3 м;

h' = 0,4 м;

h = 0,4 м.

Ро =?

Решение:

Точки А и В U-образного ртутного манометра рас­положены на горизонтальной плоскости одной и той же жидкости, но в разных коленах, следовательно,

=Р или Ро + g + g = g (31)

= ( - - )g (32)

Из рисунка 5 видно, что = h + - = 0,4 + 0,4 – 0,3 = 0,5 м, тогда

= (13600 0,4 – 800 0,3 – 1000 0,5)9,81 = 46107 Н/

Ответ: 46107 Н/

Пример 6.

Определить манометрическое давление в трубопроводе А (рис.7), если высота столба ртути по пьезометру = 25 см. Центр трубопровода расположен на = 40 см ниже линии раздела между водой и ртутью.

Дано:

= 25 см;

= 25 см;

= ?

Решение:

Находим давление в точке В. Точка В расположена выше точки А на величину , следовательно, давление в точке В будет равно

. (33)

В точке С давление будет такое же, как в точке В, то есть

. (34)

Определим давление в точке C, подходя, справа

. (35)

Приравнивая оба уравнения, получаем

. (36)

Отсюда манометрическое давление

. (37)

Ответ: = 29,43 кПа.

4 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

1. Сформулировать определение гидростатического давления и его свойств.

2. Сформулировать закон Паскаля.

3. В чем заключается гидростатический парадокс.

4. Какие приборы применяют для определения давления.

5. Чем дифференциальный жидкостной манометр отличается от простого и как по его показаниям можно определить разность давления в точках подключения.

5 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Основы гидравлики и теплотехники: учебник для студ. сред. проф. Образования/ Брюханов, А.Т. Мелик – Аракелян, В.И. Коробко. - 4-е изд., стер. – М.: Изд-во «Академия», 2012.-253с. (86-87)

Интернет – ресурс:

2. Электронная библиотека.- Форма доступа: http://www.techgidravlika.ru

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

ТЕМА: Определение сил давления жидкости на стенку.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: «Зная закон распределения гидростатического давления в жидкости, нужно найти полную силу давления на ограничивающие жидкость поверхности».

1 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Гидростатикой называют раздел гидравлики, в котором изучаются законы равновесия (покоя) жидкостей и рассматривается практическое приложение этих законов.

Основное уравнение гидростатики

(38)

Зная закон распределения гидростатического давления в жидкости, можно найти полную силу давления на ограничивающие жидкость поверхности – стенки и дно сосуда. Эта задача сводится к определению силы, возникающей от воздействия жидкости на твёрдую поверхность, в дальнейшем называемую силой давления, и нахождению точки ее приложения.

Сила давления жидкости на плоскую поверхность равна произведению площади смоченной части этой поверхности на давление в ее центре тяжести.

F=  S, (39)

где – давление в центре тяжести затвора, Па;

S – площадь затвора, м².

Сила давления жидкости на плоские поверхности характеризуется не только величиной и направлением, но и точкой ее приложения, называемой центром давления.

Центр давления – точка пересечения равнодействующей сил давления с поверхностью, воспринимающей давление.

На горизонтальной плоскости центр давления совпадает с центром тяжести, для произвольно ориентированной площадки необходимо задать две координаты положения центра давления. Обычно одна из координат лежит в центре или на оси симметрии, другая координата показывает расстояние от свободной поверхности до центра давления.

Для прямоугольника центр давления находится на глубине 2/3 его высоты.