- 16 -
Силы гидростатического давления жидкости и точка их приложения на плоские произвольно ориентированные поверхности
Сила гидростатического давления на плоскую произвольно ори-
ентированную поверхность равна произведению величины гидростатического давления в центре тяжести смоченной поверхности рц.т. на пло-
щадь смоченной поверхности Sс.п. и приложена ниже центра тяжести смоченной поверхности на величину эксцентриситета ε.
F = pц.т. Sс.п.,
где |
рц.т. = р0 + ρ g hц.т. = р0 + γ hц.т.. |
|||
|
y =yц.т. + ε, |
|
||
где |
ε = |
ρ g I0 sinα |
, |
|
F |
||||
|
|
|
||
где α – угол наклона плоской поверхности, град; I0 – момент инерции, м3,
I0 = b 12H 3 - для прямоугольника;
I0 = π 64D4 - для круга,
где b – ширина смоченной поверхности, м; Н - высота смоченной поверхности, м; D - диаметр смоченной поверхности, м.
Для газов сила гидростатического давления на плоскую поверхность приложена в центре тяжести смоченной поверхности.
р0
ц.т. г газ
жидкость |
ц.т. ж |
рц.т.г = рг |
|
|
рц.т. |
||
|
Fг |
||
|
εж |
||
|
εг = 0 |
||
|
Fж |
ц.п. ж |
|
ρж |
ρг |
||
ц.п. ж |
|||
|
|
Если на плоскую поверхность действуют несколько сил гидростатического давления, то их равнодействующая (суммарная) сила определяется
- 17 -
как:
n
FΣ = ∑Fi .
i =1
Точку ее приложения можно определить из равенства моментов:
n
МΣ = ∑Мi
i =1
или
n
FΣ lΣ = ∑( Fi li ),
i =1
где ℓ∑ - плечо равнодействующей силы относительно выбранной точки, м; ℓi - плечо соответствующей силы относительно выбранной точки, м.