ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сила статического давления жидкости на криволинейные стенки Закон Архимеда из "Сборник задач по гидравлике и газодинамике для нефтяных вузов " Из теоретической механики известно, что в общем случае система сил давления, приложенных к криволинейной поверхности, приводится к главному вектору и главному моменту сил давления. В частных случаях (сфера, цилиндр с вертикальной или горизонтальной осью) силы давления приводятся только к равнодействующей (главному вектору). [c.32] Примем, что ось г направлена вертикально вверх. [c.32] Формула (1-23) аналогична формуле (1.16), используемой для случая определения силы давления на плоские поверхности, где роль посдед-ней исполняет вертикальная проекция криволинейной поверхности. [c.32] Телом давления называется объем, ограниченный рассматриваемой криволинейной поверхностью, ее проекцией на пьезометрическую поверхность и боковой цилиндрической поверхностью, образующейся при проектировании (рис. 1.24). [c.33] Направление действия вертикальной составляющей зависит от направления элементарных составляющих этой силы. [c.33] На примере рис. 1.24 видно, что давление в любой точке криволинейных поверхностей - как АБС, так и AD - избыточное (пьезометрическая плоскость лежит выше этих поверхностей). Следовательно, элементарные силы давления dP, действующие по нормали к касательной в любой точке эгих поверхностей, направлены наружу. [c.33] Разложение их на составляющие показывает, что вертикальная составляющая силы действует на поверхность АБС вверх, а на поверхность AD вниз (их результирующая сила направлена вниз и равна весу реальной жидкости в объеме АБСО, являющемся результирующим объемом двух тел давления). [c.33] Линия действия вертикальной составляющей силы Р проходит через центр тяжести рассматриваемого тела давления. [c.33] Кроме случая относительного покоя жидкости, пьезометрическая поверхность представляет собой горизонтальную плоскость. [c.33] Выталкивающая (Архимедова) сила приложена в центре тяжести объема погруженной части тела, называемом центром водоизмещения. [c.34] Плавающее тело обладает остойчивостью (способностью возвращаться в состояние равновесия после получения крена) в случае, если точка пересечения линии действия выталкивающей силы с осью плавания (метацентр) лежит выше центра тяжести тела. [c.34] Пример 1.8. Секторный щит радиуса R и шириной В (рис. 1.25) перегораживает канал с жидкостью. [c.34] Определить силу давления жидкости и направление ее действия. [c.34] Сила приложена в центре тяжести объема тела давления и направлена вверх, так как любая элементарная сила давления жидкости в любой точке щита дает при разложении вертикальную составляющую, направленную вверх. [c.35] Пример 1.9. В боковой плоской стенке резервуара с реактивным топливом (р = 800 кг/м ) имеется круглый люк диаметром d =0,5 м, закрытый полусферической крышкой (рис. 1.26). Высота жидкости в резервуаре над осью люка Я = 3 м, вакуум на ее свободной поверхности = 4,9 кПа. [c.35] Определить горизонтальную и вертикальную составляющие силы давления жидкости на крышку люка, а также величину их равнодействующей и ее направление. [c.35] Для верхней половины крышки люка вертикальная составляющая направлена вверх, и ее величина определяется весом тела давления, заштрихованного на рис. 1.26 справа вниз . Объем этого тела давления равен разности объемов полущшиндра высотой h и четверти шара. [c.35] Для нижней половины крьшки вертикальная составляющая силы давления направлена вниз. Объем тела давления для этого случая равен сумме объемов полуцилиндра и четверти шара (на рис. 1.26 заштриховано слева вниз ). [c.36] Задача 1.28. Шаровой резервуар диаметром d = ы целиком заполнен жидкостью плотностью р = 10 кг/м . В верхней точке жидкости в резервуаре давление атмосферное. [c.38] Вернуться к основной статье