Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

Кафедра Сопротивление материалов.

Конспект лекций по курсу «Водоснабжение и водоотведение»

7.010104 «Профессиональное обучение. Промышленное, гражданское и сельскохозяйственное строительство»

всех форм обучения

Мариуполь, 2007

УДК 528.521 (07)

Конспект лекций по курсу «Водоснабжение и водоотведение» (для студентов специальности 7.010104 «Профессиональное обучение. Промышленное, гражданское и сельскохозяйственное строительство») / Сост. Е.А. Бочарова. -Мариуполь: Изд-во ПГТУ, 2007.-23с.

Рассмотрены вопросы по водоснабжению и водоотведению строительных объектов, площадок.

Составитель: Е. А. Бочарова, ст. преп.

Отв. за выпуск: В. Г. Артюх, к.т.н., доц., зав. каф. сопротивления материалов.

Утверждено на заседание кафедры «Сопротивление материалов»

Протокол №9 от 13.04.2007.

Водоснабжение и водоотведение

1.1. Закон паскаля

Гидростатика рассматривает жидкость и погруженные в нее тела в состоянии покоя. На жидкость действуют объемные силы и по­верхностные. Объемной силой является сила веса в поле земного тяготения. Поверхностной силой является давление. Давление в жидкости (и в газе) является сжимающим. Гидростатическое давле­ние, как показали опыты, действует одинаково по всем направлени­ям ориентации площадки, на которую оно воздействует. Поэтому давление зависит только от координаты точки, в которой оно рассматривается.

Давление обычно создается силой веса, действующей на жид­кость, т. е. объемной (массовой) силой, воздействующей на слои жидкости, лежащие выше рассматриваемой точки, и поверхностной силой, действующей на свободную поверхность жидкости, напри­мер со стороны атмосферного воздуха. В сосуде, наполненном водой (рис. 1.1), давление воды;? в точке, расположенной на глубине А, будет определяться весом лежащего выше столба жидкости еди­ничного поперечного сечения pgh и давлением на поверхности р_а

p=pgh+pа

здесь g — ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с². Давление жидкости линейно возрастает с ростом глубины А, что показано в виде эпюры давления на рис. 1.1.

Давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, пере­дается всем точкам этой жидкости и по всем направлениям одина­ково (закон Паскаля).

Величина превышения давления жидкости над атмосферным давлением р_а называется избыточным (манометрическим) давле­нием

Pи=p—Pа

Имеются случаи, когда давление в жидкости может быть мень­ше атмосферного. Это бывает, например, в жидкости, движущейся во всасывающей трубе насоса. Тогда говорят о вакуумметрическом давлении р_в понимая под этим разность атмосферного давления и давления в рассматриваемой точке жидкостир_в=р_а—р.

Если имеется водонапорная башня высотой Н, то избыточное давление у подножья башни, создаваемое весом воды, p_н=pgH.

Задачи гидростатики часто носят та­кой характер.

Если площадка расположена на вертикальной стенке, то горизонтальная сила F_r равна произведению давления вблизи пло­щадки на ее площадь S.

Трудности возникают тогда, когда вертикальная площадка име­ет большую протяженность по высоте. В этом случае давление в нижнем конце площадки является большим, а в верхнем конце площадки меньшим. Тогда горизонтальная сила, действующая на вертикальную площадку, равна площади, умноженной на давление жидкости в центре площадки.

Несколько сложнее дело обстоит со случаем криволинейных стенок. Если стенка имеет криволинейный вид и если ее спроектиро­вать на вертикальную плоскость, то оказывается, что горизонталь­ная сила, действующая на криволинейную поверхность, будет такая же, как сила, действующая на плоскую вертикальную площадку.

Таким образом, часть воды, находящаяся между свободной поверхностью и криволинейной поверхностью, определяет величину вертикальной силы. В обоих случаях, приведенных на рис. 1.3 и 1.4, при вычислении вертикальной силы, действующей на криволиней­ную поверхность, используется объем, называемый телом давления. Тело давления заключено между криволинейной поверхностью, сво­бодной поверхностью жидкости и вертикальными проекциями ко­нечных точек криволинейной поверхности. Для определения вер­тикальной силы в обоих случаях надо вычислить вес жидкости, заключенной в объеме тела давления, и придать силе правильное направление.

Рис.1.2 Схема цилиндрического затво­ра с осью цилиндра, расположенной на дне водохранилища

Рис.1.3 Схема цилиндрического затвора

Рис.1.3. Рис.1.2 .