Гидравлика. Сборник лабораторных работ. Методические указания дл. Методические указания для студентов очного обучения направления 551800 технологические машины и оборудование
![]()
|
Министерство образования Российской Федерации Тульский государственный университет КАФЕДРА ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИГидравлиакаСБОРНИК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Методические указания для студентов очного обучения направления 551800 - технологические машины и оборудование специальности 171400 - газодинамические импульсные устройства Тула 2002
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11. Цель и задачи работыЦель работы—изучение теоретических основ гидростатики применительно к исследованию равновесия жидкости в относительном движении. 2. Основные теоретические положения Давление в неподвижной жидкости называется гидростатическим и обладает следующими двумя свойствами: на внешней поверхности жидкости оно всегда направлено по нормали внутрь объема жидкости; в любой точке внутри жидкости оно по всем направлениям одинаково, т. е. не зависит от угла наклона площадки, по которой действует. Уравнение, выражающее гидростатическое давление ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() В тех случаях, когда рассматриваемая точка расположена выше поверхности с давлением ![]() Другая форма записи того же уравнения (2.1) имеет вид ![]() где ![]() ![]() ![]() Сила давления жидкости на плоскую стенку равна произведению гидростатического давления ![]() ![]() Центр давления (точка приложения силы F) расположен ниже центра тяжести площади или совпадает с последним в случае горизонтальной стенки. Расстояние между центром тяжести площади и центром давления в направлении нормали к линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью жидкости равно ![]() где ![]() ![]() Сила давления жидкости на криволинейную стенку, симметричную относительно вертикальной плоскости, складывается из горизонтальной ![]() ![]() ![]() Горизонтальная составляющая ![]() ![]() Вертикальная составляющая ![]() ![]() ![]() ![]() Относительный покой жидкости — это равновесие ее в движущихся сосудах, когда помимо силы тяжести на жидкость действует вторая массовая сила — сила инерции переносного движения, причем эта сила постоянна по времени. Возможны два случая относительного покоя жидкости: в сосуде, движущемся прямолинейно, и равноускоренно, и в сосуде, вращающемся вокруг вертикальной оси с постоянной угловой скоростью. В обоих случаях поверхности уровня, т. е. поверхности равного давления и в том числе свободная поверхность жидкости, принимают такой вид, при котором равнодействующая массовая сила нормальна к этим поверхностям во всех их точках. В сосуде, движущемся прямолинейно и равноускоренно, поверхности уровня будут плоскими. В сосуде, равномерно вращающемся вокруг вертикальной оси, поверхности уровня представляют собой параболоиды вращения, ось которых совпадает с осью вращения сосуда. Уравнение поверхности уровня (в частности, свободной поверхности жидкости в открытом сосуде) в цилиндрических координатам ( ![]() ![]() где ![]() ![]() Закон распределения давления по объему жидкости, вращающейся вместе с сосудом, выражается уравнением ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() |