Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
На плоскую поверхность
|
|
Рассмотрим простейший случай, когда сосуд открытый, и на свободную поверхность жидкости действует атмосферное давление (Рис.4).
Абсолютное давление в жидкости в данном случае на произвольной глубине h равно:
рh = рат + r× g× h.
Атмосферное давление передается по закону Паскаля через жидкость и действует на крышку изнутри. Так как снаружи также действует атмосферное давление, то в результате оно уравновешивается и не влияет на крышку.
Рис. 4
Определение силы давления жидкости для открытого сосуда
|
Таким образом, в открытом сосуде соприкасающие с жидкостью поверхности находятся под воздействием только весового давления.
На Рис.4 показано распределение весового давления по контуру стенки, которое называется эпюрой. Из теоретической механики известна связь между распределенной нагрузкой и сосредоточенной силой. Итак, графоаналитический способ:
Давление – распределенная нагрузка на поверхность. Сила давления равна объёму эпюры давления. Линия действия силы проходит через центр тяжести объёма эпюры. Точка пересечения линии действия силы давления и плоскости стенки – центр давления (точка d).
Суммарная сила давления на стенку в данном случае равна силе весового давления жидкости!
Рå = Рж .
На практике, если стенка переменной ширины (например, круглая), определить объём эпюры затруднительно. Поэтому используется аналитический способ.
2.3.1 Аналитический способ определения силы и центра давления
Модуль (величина) силы весового давления определяется так:
| Рж = рс × w = r× g× hc× w; | (7) | |
| рс = r× g× hc, , | (8) |
где рс - давление в центре тяжести площади w, w - площадь смоченной поверхности стенки;
hc – глубина погружения центра тяжести под уровень свободной поверхности (расстояние по вертикали от свободной поверхности до центра тяжести).
Внимание!
Площадь крышки по форме и по величине отличается от площади w, смоченной жидкостью. При определении силы давления в формулу следует подставлять смоченную площадь, которая равна площади отверстия.
Направление силы: всегда перпендикулярно поверхности.
Координаты точки приложения силы (центра давления) – это координаты точки на плоскости.