Tgsv : другие произведения.

Гидростатика

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками
 Ваша оценка:

  Министерство общего и профессионального
  образования Российской Федерации
  
  
  Мои строительные курсовые http://www.tgsv.hotbox.ru/
  Другие http://zhurnal.lib.ru/r/ryzhkow_a/
   и http://zhurnal.lib.ru/r/r_a_v
  
  
  
  ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
  
  
  
  
  
  Кафедра "ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ"
  
  
  
  
  
  КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Љ1
  
  
   Тема: "Свойства жидкости и газа. Гидростатика."
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Выполнил студент Рыжкова Е.О. шифр 691-005
  
  
  
  Проверил ........................
  
  
  
  
  Томск 2002-04-03
  
  Задача Љ5
  
  Плотность ( и удельный вес ( газа зависят от абсолютных значений давления Р и температуры Т. Найти плотность и удельный вес воздуха?
  
   Дано: Решение:
  Р=0,65 МПа Находим абсолютное давление воздуха
  Т=150(С
   Рабс=98100+0,65*106=748100 Па.
  Газ-воздух
   Определяем абсолютную температуру ?????? воздуха
   ?-( (-( Т=273+150=423 К.
  Находим плотность воздуха из уравнения Клапейрона,
  позволяющее определять плотность газа при известных давлении и температуре,т.е.
  
  ?=Рабс/RТ,
  
  где Рабс- абсолютное давление;
  R- удельная газовая постоянная (для воздуха R=287 Дж/(кг*К));
  Т- абсолютная температура.
  
  ?=748100/287*423=6,16 кг/м3.
  
  ?=?g,
  
  где ?- плотность воздуха, кг/м3;
  g- ускорение свободного падения, м/с2.
  
  ?=6,16*9,8=60,368?60,4 Н/м3.
  
  Ответ: ?=6,16 кг/м3, ?=60,4 Н/м3.
  
  Задача Љ 15
  
  Определить абсолютное и избыточное(или вакуумметрическое) давление в т.А (рис.1) и h4 , если остальные величины заданы. Налитые в резервуары жидкости с плотностями ?1 и ?2 не смешиваются и находятся в состоянии покоя. Значение давления дано в атмосферах, РА=1атм=101325 Па.
   Дано:
  Р1изб=0,2 атм
  Р2вак=0,1 атм
  h1=4 м
  h2=3 м
  h3=6 м
  h5=4 м
  ?1=750 кг/м3
  ?2=900 кг/м3
  ------
  h4-? Рабс-?
  Ризб-?
  Решение:
  Абсолютное давление в любой точке покоящейся жидкости определяется по основному уравнению гидростатики
  
  Р=Р0+?gh,
  
  Где Р0- абсолютное давление на свободной поверхности жидкости;
  ?- плотность жидкости, кг/м3;
  g- ускорение свободного падения, м/с2;
  h- глубина погружения точки под свободной поверхностью, м.
  
  В сосуде задано манометрическое Ром и вакуумметрическое Ров давления. В этих случаях перед расчетом они переводятся в абсолютное давление по формулам:
  Р0=Ра+Ром, Р0=Ра-Ров.
  1ат - 101325 Па
  0,2ат - х Па > х=101325*0,2/1=20265 Па
  
  1ат - 101325 Па
  0,1ат - х Па > х=101325*0,1/1=10132,5 Па
  
  Р0изб=101325+20265=121590 Па
  Р0вак=101325-10132,5=91192,5 Па
  
  Так как в задаче рассматриваются системы с двумя сообщающими сосудами , то проведем через них плоскость равного давления 0-0
  (рис.1). Найдем абсолютное давление в точке А.
  
  Р=Р0изб+?1gh1+?2gh3
  
  Р=121590+750*9,8*4+900*9,8*6=203910 Па
  Найдем избыточное давление в точке А.
  
  Р=Р0вак+?1gh1+?2gh3
  
  Р=91192,5+750*9,8*4+900*9,8*6=173512,5 Па
  Запишем выражения для абсолютного давления в двух сосудах.
  Р1=Р0изб+?1gh1+?2gh3, Р2=Р0вак+?1gh4+?2gh5
  Приравняв выражения между собой, определяем неизвестную величину(h4).
  Р1=Р2
  203910=91192,5+750*9,8*h4+900*9,8*4
  203910=91192,5+7350h4+35280
  203910-91192,5-35280=7350h4
  77437,5=7350h4
  h4=10,54?11 м
  
  ЗадачаЉ18
  Определить равнодействующую силу избыточного давления воды на плоский затвор (рис.2), перекрывающий отверстие трубы. Определить координату точки, приложения силы давления воды ZД на указанную сторону затвора.
  Дано:
  H1=5 м
  H2=2 м
  ?=45№
  Форма сечения трубы-
  -прямоугольник
  а=1 м
  б=1 м
  сторона затвора - левая
  -----------
   F-? ZД-?
  Решение:
  Сила F избыточного давления на стенку равна произведению избыточного давления Рс в центре смоченной поверхности стенки на смоченную площадь S.
  F=PcS=?ghcS=?gH2b/2sin?,
  Где hс- глубина погружения центра тяжести, м;
  H- толщина слоя жидкости в резервуаре, м;
  b- длина стенки, м.
  Так как с другой стороны стенки также есть слой жидкости, то вычисляется сила давления жидкости со стороны этого слоя, а
  результирующая сила давления определится разностью сил от первого и второго слоев.
  F1=1000*9,8*(5/2)*(5/sin45)=122500
  F2=1000*9.8*(2/2)*2/sin45=19600
  F=122500-19600=102900
  
  
  
  Точка Д, через которую проходит вектор силы F, называется центром давления. Давление возрастает с глубиной и имеет треугольную эпюру, поэтому центр давления D смещен в сторону наибольших давлений, то есть в общем случае находится ниже центра тяжести С . Координата ZD центра давления для стенки любой формы определяется по формуле.
  ZD=ZC+IC/ZCS,
  Где ZC- координата центра тяжести смоченной поверхности стенки;
  IC- момент инерции площади смоченной поверхности стенки относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести, м4.
  Для прямоугольной стенки, верхняя кромка которой совпадает со свободной поверхностью, IC=bz3/12, S=bz, ZC=z/2. Поэтому получаем ZD=2z/3, то есть центр давления D находится от свободной поверхности на расстоянии 2z/3 в плоскости стенки или на расстоянии 2H/3 по вертикали.
  ZD=2*5/3=3,3
  
  ЗадачаЉ27
  Определить равнодействующую сил избыточного давления на 1 пог. м.(нормально к плоскости чертежа) поверхности АВС. Найти угол наклона, линии действия сил избыточного давления воды на поверхность АВС слева. В расчетах принять h=2 м, r=1 м.
  
  
  
  
  Сила F давления жидкости на криволинейную стенку, определяется геометрической суммой горизонтальной Fr и вертикальной FВ составляющих.
  F=vFr2+FВ2.
  Горизонтальная составляющая равна силе давления на плоскую стенку, представляющую собой вертикальную проекцию А'С' криволинейной стенки.
  Fr=PcSВ=?ghcHb=?gH2b/2?
  Где Рс- давление в центре тяжести вертикальной проекции, Па;
  SВ- площадь вертикальной проекции, м2;
  b- длина цилиндрической стенки, м.
  Вертикальная составляющая равна силе тяжести тела давления.
  FВ=?gVт.д.=?gb?H2/4,
  Где Vт.д.- объем тела давления, м3.
  Fr=1000*9.8*12*2/2=9800
  FВ=1000*9,8*2*3,14*12/4=15386
  F=v98002+153862=18241.96
  Так как жидкость располагается под криволинейной поверхностью, то вертикальная составляющая FВ направлена вверх. Тело давления в этом случае ограничено мнимой свободной поверхностью и называется мнимым (фиктивным), так как не заполнено жидкостью.
  
  Линия действия равнодействующей силы давления на цилиндрические поверхности всегда направлена по радиусу и проходит через их геометрическую ось О (рис.3). Угол наклона вектора этой силы к горизонту вычисляем по формуле:
  ?=аrctg(FВ/Fr).
  ?=arctg(15386/9800)=arctg1.57=57.51?58№
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  1
  
  
 Ваша оценка:

Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"