Гидравлика. ЛР №2. Параметры установки
 Скачать 138.38 Kb.
|
 Параметры установки: Н = 6,5 м - уровень жидкости в баке; а - 0,095 м - ширина (высота) канала: тп = 0,09 м - расстояние трубы от дна бака; od= 0,055 м - расстояние оси крышки от трубы; α = 45о - угол наклона крышки; ткр = 0,29 кг - масса крышки; тпл = 0,125 кг - масса площадки; ρ =1000 кг/м3 - плотность воды; S = 0,01275 м2 - площадь крышки. Определить массу груза при открытии крышки М1 = Мгр + Мпл. Опыт 1. Масса груза т1. Скорость слива υ1. Глубина при открытии крышки (от дна бака) Но = 3,6 м. Величина силы гидростатического давление на крышку в момент её открытия:  hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности крышки. Для прямоугольной поверхности:  S - площадь смоченного участка поверхности крышки, тогда:  Составим уравнение моментов сил, действующих на крышку относительно её оси. Крышка находится в равновесии под действием трёх моментов: - момента вызываемого натяжением троса MТ, момента гидростатических сил MFи момента от веса крышкиMG т.е.: ΣМ = T · x - F· l1 - G· l2 = 0, где х - расстояние от точки крепления троса на крышке, до её оси: x = (а + оd) / Sinα = (0,095 + 0,055) / Sin45о = 0,212 м l2 - плечо веса крышки, откладывается вдоль крышки, от шарнира, до точки приложения в середине крышки: l2 = (0,5·а + оd) / Sinα = (0,5 · 0,095 + 0,055) / Sin45о = 0,145 м Момент, создаваемый натяжением троса:  Момент, создаваемый весом крышки. Сила тяжести крышки приложена в её центре тяжести:  Для определения момента результирующей силы гидростатического давления необходимо знать плечо силы относительно оси крышки l1, а для этого надо определить точку её приложения. В нашем случае, l1 - плечо силы избыточного гидростатического давления можно определить по следующему выражению:  где е - эксцентриситет гидростатического давления:   S0-0 - статический момент крышки относительно линии уреза:  в итоге   Сила натяжения троса:  Отсюда находим массу первого груза:  Построим эпюру гидростатического давления. Для построения эпюры давления находим гидростатическое давление на верхней кромке крышки в точке b и на нижней кромке в точке n:   В пространстве эпюра давления будет представлять собой призму, имеющую в основании трапецию. Объем ее:  Глубину центра давления устанавливают расчетным путем по уравнению:  Опыт 2. Масса груза т2. Скорость слива υ1. Глубина при открытии крышки (от дна бака) Но = 2,5 м. Величина силы гидростатического давление на крышку в момент её открытия: hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности крышки. Для прямоугольной поверхности:  S - площадь смоченного участка поверхности крышки, тогда:  Составим уравнение моментов сил, действующих на крышку относительно её оси. Крышка находится в равновесии под действием трёх моментов: - момента вызываемого натяжением троса MТ, момента гидростатических сил MFи момента от веса крышкиMG т.е.: ΣМ = T · x - F· l1 - G· l2 = 0, где х - расстояние от точки крепления троса на крышке, до её оси: x = (а + оd) / Sinα = (0,095 + 0,055) / Sin45о = 0,212 м l2 - плечо веса крышки, откладывается вдоль крышки, от шарнира, до точки приложения в середине крышки: l2 = (0,5·а + оd) / Sinα = (0,5 · 0,095 + 0,055) / Sin45о = 0,145 м Момент, создаваемый натяжением троса: Момент, создаваемый весом крышки. Сила тяжести крышки приложена в её центре тяжести: Для определения момента результирующей силы гидростатического давления необходимо знать плечо силы относительно оси крышки l1, а для этого надо определить точку её приложения. В нашем случае, l1 - плечо силы избыточного гидростатического давления можно определить по следующему выражению: где е - эксцентриситет гидростатического давления:  S0-0 - статический момент крышки относительно линии уреза:  в итоге   Сила натяжения троса:  Отсюда находим массу первого груза:  Построим эпюру гидростатического давления. Для построения эпюры давления находим гидростатическое давление на верхней кромке крышки в точке b и на нижней кромке в точке n:   В пространстве эпюра давления будет представлять собой призму, имеющую в основании трапецию. Объем ее:  Глубину центра давления устанавливают расчетным путем по уравнению:  Опыт 3. Масса груза т3. Скорость слива υ1. Глубина при открытии крышки (от дна бака) Но = 4,7 м. Величина силы гидростатического давление на крышку в момент её открытия: hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности крышки. Для прямоугольной поверхности:  S - площадь смоченного участка поверхности крышки, тогда:  Составим уравнение моментов сил, действующих на крышку относительно её оси. Крышка находится в равновесии под действием трёх моментов: - момента вызываемого натяжением троса MТ, момента гидростатических сил MFи момента от веса крышкиMG т.е.: ΣМ = T · x - F· l1 - G· l2 = 0, где х - расстояние от точки крепления троса на крышке, до её оси: x = (а + оd) / Sinα = (0,095 + 0,055) / Sin45о = 0,212 м l2 - плечо веса крышки, откладывается вдоль крышки, от шарнира, до точки приложения в середине крышки: l2 = (0,5·а + оd) / Sinα = (0,5 · 0,095 + 0,055) / Sin45о = 0,145 м Момент, создаваемый натяжением троса: Момент, создаваемый весом крышки. Сила тяжести крышки приложена в её центре тяжести: Для определения момента результирующей силы гидростатического давления необходимо знать плечо силы относительно оси крышки l1, а для этого надо определить точку её приложения. В нашем случае, l1 - плечо силы избыточного гидростатического давления можно определить по следующему выражению: где е - эксцентриситет гидростатического давления:  S0-0 - статический момент крышки относительно линии уреза:  в итоге   Сила натяжения троса:  Отсюда находим массу первого груза:  Построим эпюру гидростатического давления. Для построения эпюры давления находим гидростатическое давление на верхней кромке крышки в точке b и на нижней кромке в точке n:   В пространстве эпюра давления будет представлять собой призму, имеющую в основании трапецию. Объем ее:  Глубину центра давления устанавливают расчетным путем по уравнению:  |