Контрольная работа по гидравлике заказать

Если у вас нет времени на выполнение контрольной работы по гидравлике, вы всегда можете попросить меня, пришлите задания мне в Контрольная работа по гидравлике заказатьwhatsapp, и я вам помогу онлайн или в срок от 1 до 3 дней.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Контрольная работа по гидравлике заказатьОтветы на вопросы по заказу контрольной работы по гидравлике:

Контрольная работа по гидравлике заказать

Контрольная работа по гидравлике заказатьСколько стоит помощь с контрольной работой?

  • Цена зависит от объёма, сложности и срочности. Присылайте любые задания по любым предметам - я изучу и оценю.

Контрольная работа по гидравлике заказатьКакой срок выполнения контрольной работы?

  • Мне и моей команде под силу выполнить как срочный заказ, так и сложный заказ. Стандартный срок выполнения – от 1 до 3 дней. Мы всегда стараемся выполнять любые работы и задания раньше срока.

Контрольная работа по гидравлике заказатьЕсли требуется доработка, это бесплатно?

  • Доработка бесплатна. Срок выполнения от 1 до 2 дней.

Контрольная работа по гидравлике заказатьМогу ли я не платить, если меня не устроит стоимость?

  • Оценка стоимости бесплатна.

Контрольная работа по гидравлике заказатьКаким способом можно оплатить?

  • Можно оплатить любым способом: картой Visa / MasterCard, с баланса мобильного, google pay, apple pay, qiwi и т.д.

Контрольная работа по гидравлике заказатьКакие у вас гарантии?

  • Если работу не зачли, и мы не смогли её исправить – верну полную стоимость заказа.

Контрольная работа по гидравлике заказатьВ какое время я вам могу написать и прислать задание на выполнение?

  • Присылайте в любое время! Я стараюсь быть всегда онлайн.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Контрольная работа по гидравлике заказатьНиже размещён теоретический и практический материал, который вам поможет разобраться в выполнении контрольной работы по предмету "гидравлика", если у вас есть желание и много свободного времени!

Контрольная работа по гидравлике заказать

Содержание:

  1. Ответы на вопросы по заказу контрольной работы по гидравлике:
  2. Предмет гидравлики и краткая история ее развития
  3. Краткая и стория развития гидравлики
  4. Жидкость и силы действующие на нее
  5. Механические характеристики и основные свойства жидкостей
  6. Основные физические свойства
  7. Гидростатическое давление
  8. Основное уравнение гидростатики
  9. Давление жидкости на плоскую наклонную стенку
  10. Давление жидкости на цилиндрическую поверхность
  11. Закон Архимеда и его приложение
  12. Поверхности равного давлении

Предмет гидравлики и краткая история ее развития

Решение различных технических проблем, связанных с вопросами движения жидкостей в открытых и закрытых руслах, а также с вопросами силового воздействия жидкости на стенки сосудов или обтекаемые жидкостью твердые тела привело к созданию обширной науки называемой гидромеханикой, которая делится на два раздела: техническая гидромеханика и теоретическая механика жидкости и газа (рисунок 1.1).

Контрольная работа по гидравлике заказать Гидравлика (техническая механика жидкости) - прикладная часть гидромеханики, которая использует те или иные допущения для решения практических задач. Она обладает сравнительно простыми методиками расчета по сравнению с теоретической механикой жидкости, где применяется сложный математический аппарат. Однако гидравлика дает достаточную для технических приложений характеристику рассматриваемых явлений.

Краткая и стория развития гидравлики

Исторически гидравлика является одной из самых древних наук в мире. Археологические исследования показывают, что еще за 5000 лег до нашей эры в Китае, а затем в других странах древнего мира найдены описания устройства различных гидравлических сооружений, представленные в виде рисунков (первых чертежей). Естественно, что никаких расчетов этих сооружений не производилось, и все они были построены на основании практических навыков и правил.

Первые указания о научном подходе к решению гидравлических задач относятся к 250 году до н.э., когда Архимедом был открыт закон о равновесии тела, погруженного в жидкость. Потом на протяжении 1500 лет особых изменений гидравлика не получала. Наука в то время почти совсем не развивалась, образовался своего рода застой. И только в XVI-XVII веках нашей эры в эпоху Возрождения, или как говорят историки Ренессанса, появились работы Галилея, Леонардо да Винчи, Паскаля, Ньютона, которые положили серьезное основание для дальнейшего совершенствования гидравлики как науки.

Однако только основополагающие работы академиков Петербургской академии наук Даниила Бернулли и Леонарда Эйлера живших в XVIII веке, создали прочный фундамент, на котором основывается современная гидравлика. В XIX-XX веках существенный вклад в гидродинамику внес "отец русской авиации" Николай Егорович Жуковский.

Роль гидравлики в современном машиностроении трудно переоценить. Любой автомобиль, летательный аппарат, морское судно не обходится без применения гидравлических систем. Добавим сюда строительство плотин, дамб, трубопроводов, каналов, водосливов. На производстве просто не обойтись без гидравлических прессов, способных развивать колоссальные усилия. А вот интересный факт из истории строительства Эйфелевой башни. Перед тем как окончательно установить многотонную металлоконструкцию башни на бетонные основания, ей придали строгое вертикальное положение с помощью четырех гидравлических прессов, установленных под каждую опору.

По этой ссылке вы сможете узнать как я помогаю с контрольными работами:

Помощь с контрольными работами

Гидравлика преследует человека повсюду: на работе, дома, на даче, в транспорте. Сама природа подсказала человеку устройство гидравлических систем. Сердце - насос, печень - фильтр, почки - предохранительные клапаны, кровеносные сосуды -трубопроводы, общая длина которых в человеческом организме около 100 ООО км. Наше сердце перекачивает за сутки 60 тонн крови (это целая железнодорожная цистерна!).

Жидкость и силы действующие на нее

Жидкостью в гидравлике называют физическое тело способное изменять свою форму при воздействии на нее сколь угодно малых сил. Различают два вида жидкостей: жидкости капельные и жидкости газообразные (рисунок 1.2). Капельные жидкости представляют собой жидкости в обычном, общепринятом понимании этого слова (вода, нефть, керосин, масло и.т.д.). Газообразные жидкости - газы, в обычных условиях представляют собой газообразные вещества (воздух, кислород, азот, пропан и т.д.).

Контрольная работа по гидравлике заказать

  • Основной отличительной особенностью капельных и газообразных жидкостей является способность сжиматься (изменять объем) под воздействием внешних сил. Капельные жидкости (в дальнейшем просто жидкости) трудно поддаются сжатию, а газообразные жидкости (газы) сжимаются довольно легко, т.е. при воздействии небольших усилий способны изменить свой объем в несколько раз (рисунок 1.3).

Контрольная работа по гидравлике заказать

В гидравлике рассматриваются реальная и идеальная жидкости. Идеальная жидкость в отличие от реальной жидкости не обладает внутренним трением, а также трением о стенки сосудов и трубопроводов, по которым она движется. Идеальная жидкость также обладает абсолютной несжимаемостью. Такая жидкость не существует в действительности, и была придумана для облегчения и упрощения ряда теоретических выводов и исследований.

На жидкость постоянно воздействуют внешние силы, которые разделяют на массовые и поверхностные.

Массовые: силы тяжести и инерции. Сила тяжести в земных условиях действует на жидкость постоянно, а сила инерции только при сообщении объему жидкости ускорений (положительных или отрицательных).

Поверхностные: обусловлены воздействием соседних объемов жидкости на данный объем или воздействием других тел.

Рассмотрим сосуд, наполненный жидкостью. Если выделить в нем бесконечно малый объем жидкости, то на этот объем будут действовать силы со стороны соседних таких же бесконечно малых объемов (рисунок 1.4). Кроме этого на свободную поверхность жидкости действует сила атмосферного давления Контрольная работа по гидравлике заказать и силы со стороны стенок сосуда.

Контрольная работа по гидравлике заказать Если на жидкость действует какая-то внешняя сила, то говорят, что жидкость находится под давлением. Обычно для определения давления жидкости, вызванного воздействием на нее поверхностных сил, применяется формула:

Контрольная работа по гидравлике заказать,

где Контрольная работа по гидравлике заказать - сила, действующая на жидкость,Контрольная работа по гидравлике заказать;

Контрольная работа по гидравлике заказать - площадь, на которую действует эта сила, Контрольная работа по гидравлике заказать.

Если давление Контрольная работа по гидравлике заказать отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным давлением Контрольная работа по гидравлике заказать. Если давление отсчитывают от атмосферного, то оно называется избыточным Контрольная работа по гидравлике заказать. Атмосферное давление постоянно Контрольная работа по гидравлике заказать (рисунок 1.5).

Контрольная работа по гидравлике заказать

За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят Паскаль -давление вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью Контрольная работа по гидравлике заказать:

Контрольная работа по гидравлике заказать.

Размерность давления обозначается как "Па" (паскаль), "кПа" (килопаскаль), "МПа" (мегапаскаль). В технике в настоящее время продолжают применять систему единиц МКГСС, в которой за единицу давления принимается Контрольная работа по гидравлике заказать.

Контрольная работа по гидравлике заказать.

По этой ссылке вы сможете научиться оформлять контрольную работу:

Теоретическая контрольная работа примеры оформления

Механические характеристики и основные свойства жидкостей

Основные механические характеристики

Одной из основных механических характеристик жидкости является ее плотность. Плотностью жидкости называют массу жидкости заключенную в единице объема:

Контрольная работа по гидравлике заказать

Удельным весом называют вес единицы объема жидкости, который определяется по формуле:

Контрольная работа по гидравлике заказать

гдеКонтрольная работа по гидравлике заказать - вес жидкости, Контрольная работа по гидравлике заказать;

V - объём жидкости, Контрольная работа по гидравлике заказать

С увеличением температуры удельный вес жидкости уменьшается.

Основные физические свойства

1. Сжимаемость - свойство жидкости изменять свой объем под действием давления. Сжимаемость жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия, который определяется но формуле:

Контрольная работа по гидравлике заказать

где Контрольная работа по гидравлике заказать - первоначальный объем жидкости,

Контрольная работа по гидравлике заказать - изменение этого объема, при увеличении давления на величину Контрольная работа по гидравлике заказать.

Величина обратная Контрольная работа по гидравлике заказать называется модулем объемной упругости жидкости:

Контрольная работа по гидравлике заказать

Модуль объемной упругости не постоянен и зависит от давления и температуры. При гидравлических расчетах сжимаемостью жидкости обычно пренебрегают и считают жидкости практически несжимаемыми. Сжатие жидкостей в основном обусловлено сжатием растворенного в них газа.

Сжимаемость понижает жесткость гидропривода, т.к., на сжатие затрачивается энергия. Сжимаемость может явиться причиной возникновения автоколебаний в гидросистеме, создает запаздывание в срабатывании гидроаппаратуры и исполнительных механизмах.

По этой ссылке вы сможете заказать контрольную работу:

Заказать контрольную работу

Иногда сжимаемость жидкостей полезна - ее используют в гидравлических амортизаторах и пружинах.

2. Температурное расширение - относительное изменение объема жидкости при увеличении температуры на Контрольная работа по гидравлике заказать при Контрольная работа по гидравлике заказать. Характеризуется коэффициентом температурного расширения:

Контрольная работа по гидравлике заказать

Поскольку для капельных жидкостей коэффициент температурного расширения ничтожно мал, то при практических расчетах его не учитывают.

3. Сопротивление растяжению. Особыми физическими опытами было показано, что покоящаяся жидкость (в частности вода, ртуть) иногда способна сопротивляться очень большим растягивающим усилиям. Но в обычных условиях такого не происходит, и поэтому считают, что жидкость не способна сопротивляться растягивающим усилиям.

Контрольная работа по гидравлике заказать

4. Силы поверхностного натяжения - эти силы стремятся придать сферическую форму жидкости. Силы поверхностного натяжения обусловлены поверхностными силами и направлены всегда внутрь рассматриваемого объема перпендикулярно свободной поверхности жидкости. Рассмотрим бесконечно малый объем жидкости на свободной поверхности. На него будут действовать силы со стороны соседних объемов. В результате, если сложить вектора всех сил действующих на рассматриваемый объем, то суммарная составляющая сила будет направлена перпендикулярно внутрь рассматриваемого объема.

5. Вязкость жидкости - свойство жидкости сопротивляться скольжению или сдвигу ее слоев. Суть ее заключается в возникновении внутренней силы трения между движущимися слоями жидкости, которая определяется по формуле Ньютона

Контрольная работа по гидравлике заказать

где Контрольная работа по гидравлике заказать - площадь слоев жидкости или стенки, соприкасающейся с жидкостью, Контрольная работа по гидравлике заказать,

Контрольная работа по гидравлике заказать- динамический коэффициент вязкости, или сила вязкостного трения,

Контрольная работа по гидравлике заказать - градиент скорости, перпендикулярный к поверхности сдвига.

Отсюда динамическая вязкость равна

Контрольная работа по гидравлике заказать

где Контрольная работа по гидравлике заказать - касательные напряжения жидкости, Контрольная работа по гидравлике заказать.

При течении вязкой жидкости вдоль твердой стенки происходит торможение потока, обусловленное вязкостью (рисунок 1.7). Скорость уменьшается но мере уменьшения расстояния у от стенки. При этом при у = 0, скорость падает до нуля, а между слоями происходит проскальзывание, сопровождающееся возникновением касательных напряжений Контрольная работа по гидравлике заказать.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Величина обратная динамическому коэффициенту вязкости Контрольная работа по гидравлике заказать называется текучестью жидкости.

Отношение динамического коэффициента вязкости к плотности жидкости называется кинематическим коэффициентом вязкости:

Контрольная работа по гидравлике заказать

Величина Контрольная работа по гидравлике заказать равная Контрольная работа по гидравлике заказать называется стоксом (Ст), а 0,01 Ст - 1 сантистоксом (сСт).

Процесс определения вязкости называется вискозиметрией, а приборы, которыми она определяется вискозиметрами. Помимо оценки вязкости с помощью динамического и кинематического коэффициентов пользуются условной вязкостью - градусы Энглера ( Е). Вязкостью, выраженной в градусах Энглера, называется отношение времени истечения Контрольная работа по гидравлике заказать испытуемой жидкости через капилляр d = 2,8 мм к времени истечения такого же объема воды приКонтрольная работа по гидравлике заказать Контрольная работа по гидравлике заказать Такой прибор называется вискозиметром Энглера. Для пересчета градусов Энглера в стоксы для минеральных масел применяется формула

Контрольная работа по гидравлике заказать

Таким образом, для оценки вязкости жидкости можно использовать три величины, которые связаны межу собой

Контрольная работа по гидравлике заказать

Вязкость жидкости зависит от температуры и от давления. При повышении температуры вязкость жидкости уменьшается и наоборот. У газов наблюдается обратное явление: с повышением температуры вязкость увеличивается, с понижением температуры - уменьшается.

6. Пенообразование. Выделение воздуха из рабочей жидкости при падении давления может вызвать ценообразование. На интенсивность ценообразования оказывает влияние содержащаяся в рабочей жидкости вода: даже при ничтожном количестве воды (менее 0,1% по массе рабочей жидкости) возникает устойчивая пена. Образование и стойкость пены зависят от типа рабочей жидкости, от ее температуры и размеров пузырьков, от материалов и покрытий гидроаппаратуры. Особенно пенообразование происходит интенсивно в загрязненных жидкостях и бывших в эксплуатации. При температуре жидкости свыше 70 С происходит быстрый спад пены.

7. Химическая и механическая стойкость. Характеризует способность жидкости сохранять свои первоначальные физические свойства при эксплуатации и хранении.

Окисление жидкости сопровождается выпадением из нее смол и шлаков, которые откладываются на поверхности элементов гидропривода в виде твердого налета. Снижается вязкость и изменяется цвет жидкости. Продукты окисления вызывают коррозию металлов и уменьшают надежность работы гидроаппаратуры. Налет вызывает заклинивание подвижных соединений, плунжерных пар, дросселирующих отверстий, разрушение уплотнений и разгерметизацию гидросистемы.

8. Совместимость. Совместимость рабочих жидкостей с конструкционными материалами и особенно с материалами уплотнений имеет очень большое значение. Рабочие жидкости на нефтяной основе совместимы со всеми металлами, применяемыми в гидромашиностроении, и плохо совместимы с уплотнениями, изготовленными из синтетической резины и из кожи. Синтетические рабочие жидкости плохо совмещаются с некоторыми конструкционными материалами и не совместимы с уплотнениями из маслостойкой резины.

9. Испаряемость жидкости. Испаряемость свойственна всем капельным жидкостям, однако интенсивность испарения неодинакова у различных жидкостей и зависит от условий в которых она находится: от температуры, от площади испарения, от давления, и от скорости движения газообразной среды над свободной поверхностью жидкости (от ветра).

10. Растворимость газов в жидкостях характеризуется объемом растворенного газа в единице объема жидкости и определяется по закону Генри:

Контрольная работа по гидравлике заказать

где Контрольная работа по гидравлике заказать - объем растворенного газа; Контрольная работа по гидравлике заказать - объем жидкости; Контрольная работа по гидравлике заказать - коэффициент растворимости; Контрольная работа по гидравлике заказать - давление;Контрольная работа по гидравлике заказать - атмосферное давление.

  • Коэффициент Контрольная работа по гидравлике заказать имеет следующие значения при 20 С: для воды 0,016, керосина 0,13, минеральных масел 0,08, жидкости АМГ-10 - 0,1. При понижении давления выделяется растворимый в жидкости газ. Это явление может отрицательно сказываться на работе гидросистем.

Возможно вам пригодятся эти страницы:

Контрольная работа по базам данных заказать
Контрольная работа по геометрии заказать
Контрольная работа по механике заказать
Контрольная работа по программированию заказать

Основы гидростатики

Гидравлика делится на два раздела: гидростатика и гидродинамика. Гидродинамика является более обширным разделом и будет рассмотрена в последующих разделах. В этом разделе будет рассмотрена гидростатика.

Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практическое применение.

Гидростатическое давление

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна.

Рассмотрим резервуар с плоскими вертикальными стенками, наполненный жидкостью (рисунок 2.1, а). На дно резервуара действует сила Контрольная работа по гидравлике заказать равная весу налитой жидкостиКонтрольная работа по гидравлике заказать т.е. Контрольная работа по гидравлике заказать. Если эту силу Контрольная работа по гидравлике заказать разделить на площадь дна Контрольная работа по гидравлике заказать, то мы получим среднее гидростатическое давление, действующее на дно резервуара:

Контрольная работа по гидравлике заказать Гидростатическое давление обладает следующими свойствами:

Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.

Для доказательства этого утверждения вернемея к рисунку 2.1, а. Выделим на боковой стенке резервуара площадку Контрольная работа по гидравлике заказать (заштриховано). Гидростатическое давление действует на эту площадку в виде распределенной силы, которую можно заменить одной равнодействующей, которую обозначим Контрольная работа по гидравлике заказать. Предположим, что равнодействующая гидростатического давления Контрольная работа по гидравлике заказать, действующая на эту площадку, приложена в точке А и направлена к ней под углом Контрольная работа по гидравлике заказать (на рисунок 2.1 обозначена штриховым отрезком со стрелкой). Тогда сила реакции стенки R на жидкость будет иметь ту же самую величину, но противоположное направление (сплошной отрезок со стрелкой). Указанный вектор R можно разложить на два составляющих вектора: нормальный Контрольная работа по гидравлике заказать (перпендикулярный к заштрихованной площадке) и касательный Контрольная работа по гидравлике заказать к стенке.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Сила нормального давления Контрольная работа по гидравлике заказать вызывает в жидкости напряжения сжатия. Этим напряжениям жидкость легко противостоит. Сила Контрольная работа по гидравлике заказать действующая на жидкость вдоль стенки, должна была бы вызвать в жидкости касательные напряжения вдоль стенки и частицы должны были бы перемещаться вниз. Но так как жидкость в резервуаре находится в состоянии покоя, то составляющая Контрольная работа по гидравлике заказатьотсутствует. Отсюда можно сделать вывод первого свойства гидростатического давления.

Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

В жидкости, заполняющей какой-то резервуар, выделим элементарный кубик с очень малыми сторонами Контрольная работа по гидравлике заказать (рисунок 2.1, б). На каждую из боковых поверхностей будет давить сила гидростатического давления, равная произведению соответствующего давления Контрольная работа по гидравлике заказатьна элементарные площади. Обозначим вектора давлений, действующие в положительном направлении (согласно указанным координатам) как Контрольная работа по гидравлике заказать, Контрольная работа по гидравлике заказать, Контрольная работа по гидравлике заказать, а вектора давлений, действующие в обратном направлении соответственно Контрольная работа по гидравлике заказать, Контрольная работа по гидравлике заказать. Поскольку кубик находится в равновесии, то можно записать равенства

Контрольная работа по гидравлике заказать

гдеКонтрольная работа по гидравлике заказать - удельный вес жидкости;

Контрольная работа по гидравлике заказать - объем кубика.

Сократив полученные равенства, найдем, что

Контрольная работа по гидравлике заказать

Членом третьего уравнения Контрольная работа по гидравлике заказать, как бесконечно малым по сравнению с Контрольная работа по гидравлике заказать и Контрольная работа по гидравлике заказать, можно пренебречь и тогда окончательно

Контрольная работа по гидравлике заказать

Вследствие того, что кубик не деформируется (не вытягивается вдоль одной из осей), надо полагать, что давления по различным осям одинаковы, т.е.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Это доказывает второй свойство гидростатического давления.

Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.

Это положение не требует специального доказательства, так как ясно, что по мере увеличения погружения точки давление в ней будет возрастать, а по мере уменьшения погружения уменьшаться. Третье свойство гидростатического давления может быть записано в виде

Контрольная работа по гидравлике заказать

Основное уравнение гидростатики

Рассмотрим распространенный случай равновесия жидкости, когда на нее действует только одна массовая сила - сила тяжести, и получим уравнение, позволяющее находить гидростатическое давление в любой точке рассматриваемого объема жидкости. Это уравнение называется основным уравнением гидростатики.

Пусть жидкость содержится в сосуде (рисунок 2.2) и на ее свободную поверхность действует давление Контрольная работа по гидравлике заказать. Найдем гидростатическое давление Контрольная работа по гидравлике заказать в произвольно взятой точке Контрольная работа по гидравлике заказать, расположенной на глубине Контрольная работа по гидравлике заказать. Выделим около точки Контрольная работа по гидравлике заказать элементарную горизонтальную площадку Контрольная работа по гидравлике заказать и построим на ней вертикальный цилиндрический объем жидкости высотой Контрольная работа по гидравлике заказать. Рассмотрим условие равновесия указанного объема жидкости, выделенного из общей массы жидкости. Давление жидкости на нижнее основание цилиндра теперь будет внешним и направлено по нормали внутрь объема, т.е. вверх.

Контрольная работа по гидравлике заказать Запишем сумму сил, действующих на рассматриваемый объем в проекции на вертикальную ось: Контрольная работа по гидравлике заказать Последний член уравнения представляет собой вес жидкости, заключенный в рассматриваемом вертикальном цилиндре объемом Контрольная работа по гидравлике заказать. Силы давления по боковой поверхности цилиндра в уравнение не входят, т.к. они перпендикулярны к этой поверхности и их проекции на вертикальную ось равны нулю. Сократив выражение на Контрольная работа по гидравлике заказать и перегруппировав члены, найдем

Контрольная работа по гидравлике заказать

Полученное уравнение называют основным уравнением гидростатики. По нему можно посчитать давление в любой точке покоящейся жидкости. Это давление, как видно из уравнения, складывается из двух величин: давления Контрольная работа по гидравлике заказать на внешней поверхности жидкости и давления, обусловленного весом вышележащих слоев жидкости.

Из основного уравнения гидростатики видно, что какую бы точку в объеме всего сосуда мы не взяли, на нее всегда будет действовать давление, приложенное к внешней поверхности Контрольная работа по гидравлике заказать. Другими словами давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам этой жидкости по всем направлениям одинаково. Это положение известно под названием закона Паскаля.

Поверхность, во всех точках которой давление одинаково, называется поверхностью уровня (подробно рассмотрим в п.2.6). В обычных условиях поверхности уровня представляют собой горизонтальные плоскости.

Давление жидкости на плоскую наклонную стенку

Пусть мы имеем резервуар с наклонной правой стенкой, заполненный жидкостью с удельным весом Контрольная работа по гидравлике заказать. Ширина стенки в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа (от читателя), равна Контрольная работа по гидравлике заказать (рисунок 2.3). Стенка условно показана развернутой относительно осиКонтрольная работа по гидравлике заказать и заштрихована на рисунке. Построим график изменения избыточного гидростатического давления на стенку Контрольная работа по гидравлике заказать.

Так как избыточное гидростатическое давление изменяется по линейному закон Контрольная работа по гидравлике заказать, то для построения графика, называемого эпюрой давления, достаточно найти давление в двух точках, например А и В.

Контрольная работа по гидравлике заказать Избыточное гидростатическое давление в точке А будет равно

Контрольная работа по гидравлике заказать

Соответственно давление в точке В:

Контрольная работа по гидравлике заказать

где Н - глубина жидкости в резервуаре.

Согласно первому свойству гидростатического давления, оно всегда направлено по нормали к ограждающей поверхности. Следовательно, гидростатическое давление в точке В, величина которого равнаКонтрольная работа по гидравлике заказать, надо направлять перпендикулярно к стенке АВ. Соединив точку А с концом отрезка Контрольная работа по гидравлике заказать, получим треугольную эпюру распределения давления ABC с прямым углом в точке В. Среднее значение давления будет равно

Контрольная работа по гидравлике заказать

Если площадь наклонной стенки Контрольная работа по гидравлике заказать, то равнодействующая гидростатического давления равна:

Контрольная работа по гидравлике заказать

гдеКонтрольная работа по гидравлике заказать - глубина погружения центра тяжести плоской поверхности под уровень жидкости.

Однако точка приложения равнодействующей гидростатического давления ц.д. не всегда будет совпадать с центром тяжести плоской поверхности. Эта точка находится на расстоянии Контрольная работа по гидравлике заказать от центра тяжести и равна отношению момента инерции площадки относительно центральной оси к статическому моменту этой же площадки:

Контрольная работа по гидравлике заказать

где Контрольная работа по гидравлике заказать - момент инерции площадиКонтрольная работа по гидравлике заказатьотносительно центральной оси, параллельной Ах.

В частном случае, когда стенка имеет форму прямоугольника размерамиКонтрольная работа по гидравлике заказать и одна из его сторон лежит на свободной поверхности с атмосферным давлением, центр давления ц.д. находится на расстоянии Контрольная работа по гидравлике заказать от нижней стороны.

Давление жидкости на цилиндрическую поверхность

Пусть жидкость заполняет резервуар, правая стенка которого представляет собой цилиндрическую криволинейную поверхность ABC (рисунок 2.4), простирающуюся в направлении читателя на ширинуКонтрольная работа по гидравлике заказать. Восстановим из точки А перпендикуляр АО к свободной поверхности жидкости. Объем жидкости в отсеке АОСВ находится в равновесии. Это значит, что силы, действующие на поверхности выделенного объема V, и силы веса взаимно уравновешиваются.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Представим, что выделенный объем V представляет собой твердое тело того же удельного веса, что и жидкость (этот объем на рисунок 2.4 заштрихован). Левая поверхность этого объема (на чертеже вертикальная стенка АО) имеет площадь Контрольная работа по гидравлике заказать, являющуюся проекцией криволинейной поверхности ABC на плоскость Контрольная работа по гидравлике заказать.

Сила гидростатического давления на площадь Контрольная работа по гидравлике заказать равна Контрольная работа по гидравлике заказать.

С правой стороны на отсек будет действовать реакция R цилиндрической поверхности. Пусть точка приложения и направление этой реакции будут таковы, как показано на рисунке 2.4. Реакцию R разложим на две составляющие Контрольная работа по гидравлике заказатьи Контрольная работа по гидравлике заказать.

Из действующих поверхностных сил осталось учесть только давление на свободной поверхности Контрольная работа по гидравлике заказать. Если резервуар открыт, то естественно, что давлениеКонтрольная работа по гидравлике заказать одинаково со всех сторон и поэтому взаимно уравновешивается.

На отсек Контрольная работа по гидравлике заказать будет действовать сила собственного веса Контрольная работа по гидравлике заказать, направленная

вниз.

Спроецируем все силы на ось Контрольная работа по гидравлике заказать:

Контрольная работа по гидравлике заказать откуда Контрольная работа по гидравлике заказать

Теперь спроецируем все силы на ось Контрольная работа по гидравлике заказать.

Контрольная работа по гидравлике заказать откудаКонтрольная работа по гидравлике заказать

Составляющая силы гидростатического давления по оси Контрольная работа по гидравлике заказать обращается в нуль, значит Контрольная работа по гидравлике заказать.

Таким образом, реакция цилиндрической поверхности в общем случае равна:

Контрольная работа по гидравлике заказать

а поскольку реакция цилиндрической поверхности равна равнодействующей гидростатического давления Контрольная работа по гидравлике заказать то делаем вывод, что

Контрольная работа по гидравлике заказать

Закон Архимеда и его приложение

Тело, погруженное (полностью или частично) в жидкость, испытывает со стороны жидкости суммарное давление, направленное снизу вверх и равное весу жидкости в объеме погруженной части тела:

Контрольная работа по гидравлике заказать

Для однородного тела плавающего на поверхности справедливо соотношение

Контрольная работа по гидравлике заказать

где: Контрольная работа по гидравлике заказать - объем плавающего тела;

Контрольная работа по гидравлике заказать - плотность тела.

Существующая теория плавающего тела довольно обширна, поэтому мы ограничимся рассмотрением лишь гидравлической сущности этой теории.

Способность плавающего тела, выведенного из состояния равновесия, вновь возвращаться в это состояние называется устойчивостью. Вес жидкости, взятой в объеме погруженной части судна называют водоизмещением, а точку приложения равнодействующей давления (т.е. центр давления) - центром водоизмещения. При нормальном положении судна центр тяжести С и центр водоизмещения d лежат на одной вертикальной прямой Контрольная работа по гидравлике заказать представляющей ось симметрии судна и называемой осью плавания (рисунок 2.5).

Пусть под влиянием внешних сил судно наклонилось на некоторый угол Контрольная работа по гидравлике заказать, часть судна KLM вышла из жидкости, а часть Контрольная работа по гидравлике заказать, наоборот, погрузилось в нее. При этом получили новое положении центра водоизмещения Контрольная работа по гидравлике заказать. Приложим к точке Контрольная работа по гидравлике заказать подъемную силу R и линию ее действия продолжим до пересечения с осью симметрии Контрольная работа по гидравлике заказать. Полученная точка т называется метацентром, а отрезок Контрольная работа по гидравлике заказать называется метацеитрической высотой. Будем считать h положительным, если точка т лежит выше точки С, и отрицательным - в противном случае.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Теперь рассмотрим условия равновесия судна:

  1. если Контрольная работа по гидравлике заказать, то судно возвращается в первоначальное положение;
  2. еслиКонтрольная работа по гидравлике заказать, то это случай безразличного равновесия;
  3. если Контрольная работа по гидравлике заказать, то это случай неостойчивого равновесия, при котором продолжается дальнейшее опрокидывание судна.

Следовательно, чем ниже расположен центр тяжести метацентрическая высота, тем больше будет остойчивость судна.

Поверхности равного давлении

Как уже отмечалось выше, поверхность, во всех точках которой давление одинаково, называется поверхностью уровня или поверхностью равного давления. При неравномерном или непрямолинейном движении на частицы жидкости кроме силы тяжести действуют еще и силы инерции, причем если они постоянны по времени, то жидкость принимает новое положение равновесия. Такое равновесие жидкости называется относительным покоем.

Рассмотрим два примера такого относительного покоя.

В первом примере определим поверхности уровня в жидкости, находящейся в цистерне, в то время как цистерна движется по горизонтальному пути с постоянным ускорением а (рисунок 2.6).

Контрольная работа по гидравлике заказать

К каждой частице жидкости массы т должны быть в этом случае приложены ее вес Контрольная работа по гидравлике заказать и сила инерции Контрольная работа по гидравлике заказать, равная но величине Контрольная работа по гидравлике заказать. Равнодействующая

Контрольная работа по гидравлике заказатьэтих сил направлена к вертикали под углом Контрольная работа по гидравлике заказать, тангенс которого равен

Контрольная работа по гидравлике заказать

Так как свободная поверхность, как поверхность равного давления, должна быть нормальна к указанной равнодействующей, то она в данном случае представит собой уже не горизонтальную плоскость, а наклонную, составляющую угол Контрольная работа по гидравлике заказать с горизонтом. Учитывая, что величина этого угла зависит только от ускорений, приходим к выводу, что положение свободной поверхности не будет зависеть от рода находящейся в цистерне жидкости. Любая другая поверхность уровня в жидкости также будет плоскостью, наклоненной к горизонту под углом Контрольная работа по гидравлике заказать. Если бы движение цистерны было не равноускоренным, а равнозамедленным, направление ускорения изменилось бы на обратное, и наклон свободной поверхности обратился бы в другую сторону (см. рисунок 2.6, пунктир).

В качестве второго примера рассмотрим часто встречающийся в практике случай относительного покоя жидкости во вращающихся сосудах (например, в сепараторах и центрифугах, применяемых для разделения жидкостей). В этом случае (рисунок 2.7) на любую частицу жидкости при ее относительном равновесии действуют массовые силы: сила тяжести Контрольная работа по гидравлике заказатьи центробежная сила Контрольная работа по гидравлике заказать, где Контрольная работа по гидравлике заказать - расстояние частицы от оси вращения, а Контрольная работа по гидравлике заказать - угловая скорость вращения сосуда.

Контрольная работа по гидравлике заказать

Поверхность жидкости также должна быть нормальна в каждой точке к равнодействующей этих сил R и представит собой параболоид вращения. Из чертежа находим

Контрольная работа по гидравлике заказать

С другой стороны:

Контрольная работа по гидравлике заказать

где z - координата рассматриваемой точки. Таким образом, получаем:

Контрольная работа по гидравлике заказать откуда Контрольная работа по гидравлике заказать или после интегрирования

Контрольная работа по гидравлике заказать

В точке пересечения кривой АОВ с осью вращения Контрольная работа по гидравлике заказать, поэтому окончательно будем иметь

Контрольная работа по гидравлике заказать

т.е. кривая АОВ является параболой, а свободная поверхность жидкости параболоидом. Такую же форму имеют и другие поверхности уровня.

Для определения закона изменения давления во вращающейся жидкости в функции радиуса и высоты выделим вертикальный цилиндрический объем жидкости с основанием в виде элементарной горизонтальной площадки Контрольная работа по гидравлике заказать (точка М) на произвольном радиусе Контрольная работа по гидравлике заказать и высоте z и запишем условие его равновесия в вертикальном направлении. С учетом уравнения (2.6) будем иметь Контрольная работа по гидравлике заказать

  • После сокращений получим:

Контрольная работа по гидравлике заказать

Это значит, что давление возрастает пропорционально радиусу Контрольная работа по гидравлике заказать и уменьшается пропорционально высоте z.