Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Гидростатическое давление и его свойства




МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Тюменская государственная архитектурно-строительная академия

 

 

Кафедра «Водоснабжения и водоотведения»

 

 

Гидравлика

 

Краткие сведения, методика решения задач,

Задания для самостоятельной работы

Для студентов специальности 270113

«Промышленное и гражданское строительство»

Заочной ускоренной формы обучения

 

 

Тюмень – 2005


УДК 532.5. Гидравлика. Краткие сведения, методика решения задач, задания для самостоятельной работы для студентов специальности 270113 «Промышленное и гражданское строительство» заочной ускоренной формы обучения.- Тюмень, ТюмГАСА, 2005.-с. 27

 

Разработали:

А.А. Большаков, Т.В Большакова.

 

 

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры водоснабжения и водоотведения

Протокол N ____ от __________ 2005

 

 

Рецензент д.т.н., проф. В.В. Миронов

 

Ротапринт ТюмГАСА. Подписано к печати _____________

 

Тираж 100 экз.

В курсе «Гидравлика» изучаются свойства жидкостей; законы, которым подчиняются жидкости в покое и при движении.

Жидкость – физическое тело, имеющее свойство текучести (принимает форму сосуда, в котором находится) и малой сжимаемости.

Гидростатика

 

Свойства жидкостей

Жидкости характеризуются такими свойствами как плотность, удельный вес, объемное сжатие, температурное расширение, вязкость и др.

Плотность ()– отношение массы тела к объему (массы единицы объема); единицы измерения – кг/м3, для воды плотность можно принять равной 1000 кг/м3.

Удельный вес ()– вес единицы объема (отношение веса тела к его объему), единицы измерения н/м3 (ньютон на кубический метр); 1кг =9,81н. Для воды =9810н/м3. Удельный вес связан с плотностью зависимостью

= , (1.1)

где g – ускорение свободного падения; g= 9,81 м/с2.

Объемное сжатие. При приложении к жидкости внешнего давления жидкость будет уменьшаться в объеме, характеризуется это явление коэффициентом объемного сжатия

= , м2/кг (1.2)

Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, называется модулем упругости . Для воды обычно принимают Е= 21 000 кг/см2.

Температурное расширение. При нагревании (охлаждении) жидкости происходит изменение ее объема. Характеризуется температурное расширение коэффициентом температурного расширения

= (1.3)

Коэффициент температурного расширения для воды увеличивается с возрастанием давления; для большинства других жидкостей - уменьшается. При давлении р=1 ат и температуре воды от 4 до 10оС коэффициент температурного расширения принимается 0.000014, а при том же давлении и температуре от +40 до +50 оС – 0.000422, при давлении р=100ат и температуре от 4 до 10 оС – 0.000043.

Изменением объема при изменении давления и температуры в условиях, при которых работают водопроводные трубы, можно пренебречь.

Сжимаемостью жидкостей нельзя пренебрегать при рассмотрении явления гидравлического удара. При расчете системы отопления пренебрежение температурным расширением может привести к аварии.

Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу (касательным напряжениям). Вязкость характеризуется коэффициентами вязкости: коэффициентом динамической вязкости и коэффициентом кинематической вязкости . Эти коэффициенты связаны между собой следующей зависимостью = . Коэффициент кинематической вязкости измеряется обычно в м2; для воды при температуре 10оС =1,31 м2/с, при других значениях температуры коэффициент кинематической вязкости приводится в прил. 1.

 

Гидростатическое давление и его свойства

 

Сжимающее напряжение, возникающее внутри покоящейся жидкости, называется гидростатическим давлением. Определяется гидростатическое давление как отношение силы давления к площади:

, (1.4)

где Р – сила давления; S – площадь, к которой приложена сила давления.

Гидростатическое давление измеряется в Н/м2 (Ньютонах на квадратный метр), 1Н/м2= 1 Па (Паскаль). В практике широко используется единица измерения гидростатического давления - техническая атмосфера (ат), 1 ат=1 кг/см2 ≈ 105 Па. Гидростатическое давление может измеряться высотой столба жидкости, 1 ат = 10 м вод.ст. (метр водного столба жидкости) или 735,6 мм ртутного столба).

Гидростатическое давление действует перпендикулярно к рассматриваемой поверхности и распространяется во всех направлениях одинаково.

Задача 1.1. Определить силу Р2 для гидравлического пресса (рис. 1), если известны площади поршней S1 и S2 и сила Р1, действующая на левый поршень. Р1 = 10 кГ, S1=2см 2, S2=100см2.

Рис. 1.1. Схема гидравлического пресса

Решение. Гидростатическое давление под левым поршнем равно р1= = 5кГ/см2. Это давление передается во всех направлениях одинаково и поэтому под правым поршнем гидростатическое давление тоже будет равно 5 кГ/см2. Так как р2 2/S2, то Р2= р2∙S2 = 5∙100 = 500 (кГ).

В общем виде можно записать

(1.5)

Задача 1.2. Какую силу необходимо приложить к левому поршню, имеющем прямоугольную форму размером 1х2 см, если диаметр правого поршня d =12см, а сила Р2=2Т.

Решение. Площадь левого поршня S1 =1х2=2 (см2), площадь правого - S2 =3,14х122/4 = 113 (см2). Из выражения (1.5) Р1 = S1хР2/S2 = 2х2000/113 = 34,4 (кГ).

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...