Реферат Курсовая Конспект
Гидростатическим давлением называется нормальная составляющая вектора напряжения от действия поверхностной силы, действующей в любой точке жидкости. - раздел Философия, Гидравлика для бакалавров по направлению подготовки За Единицу Измерения Гидростатического Давления Принято Равномерно Распределё...
|
За единицу измерения гидростатического давления принято равномерно распределённое давление, создаваемое силой в 1Н, на площади в 1 м2
(один Паскаль).
1.2 Основным дифференциальным уравнением равновесия жидкости является уравнение Эйлера.
Общая форма уравнения равновесия жидкости имеет вид
(1.4)
где ─ проекции плотностей распределения объёмных сил на оси координат , м/с2; ─ плотность жидкости, кг/м3.
С учетом единичных векторов ─ координатных осей , суммируя все члены системы 1.4, получим уравнение
которое можно записать в векторной форме
(1.5)
Умножив каждое уравнение системы 1.4 соответственно на , и суммируя их, получим третью форму уравнения равновесия жидкости
. (1.6)
1.3 Левая часть уравнения 1.6 представляет полный дифференциал функции и для однородной несжимаемой жидкости , тогда в правой части уравнения 1.6 выражение в скобках ─ полный дифференциал некоторой функции , т.е.
или
Следовательно, поле массовых сил потенциальное (минус U - потенциал).
Уравнение 1.5 можно представить в виде
интеграл которого равен
(1.7)
Уравнение 1.7 является общей формой интеграла уравнений гидростатики, в случае, когда объёмные силы имеют потенциал.
1.4 В общем случае равновесия жидкости действует только одна объёмная сила ─ сила тяжести
В случае действия на жидкость только силы тяжести, плотность объёмных сил тяжести равна ускорению свободного падения
Направив ось вертикально вверх, получим
Подставив полученные величины в уравнение 1.6, будем иметь
Интегрируя это уравнение, получим
или
где ─ постоянная интегрирования.
Разделив обе части этого уравнения на , где ─ удельный вес данной жидкости, запишем это уравнение в следующем виде
(1.8)
Уравнение 1.8 является законом распределения гидростатического давления (основное уравнение гидростатики).
Из уравнения 1.8 следует, что для свободной поверхности (рисунок 1.1), координата которой равна и давление , можно записать
─ гидростатический напор
или
(1.9)
где ─ весовое давление, давление обусловленное весом жидкости, которое также называется избыточным, относительным или манометрическим; ─ глубина заглубления, равная (рисунок 1.1).
Абсолютное давление в любой точке жидкости равняется сумме внешнего давления и избыточного давлений ─ основной закон гидростатики.
В случае изменения внешнего давления на некоторую величину, на эту же величину изменяется давление во всех точках жидкости – закон Паскаля.
Рисунок 1.1─ Геометрическое пояснение основного уравнения гидростатики
На практике рассчитывают не абсолютное давление, а его отклонение от атмосферного – .
Если , то избыточное давление равно .
Если , то недостаток давления до атмосферного называют вакуумом. В этом случае .
Абсолютное давление не может быть отрицательным, так как жидкость не выдерживает растягивающих напряжений. Избыточное давление может быть как положительным так и отрицательным.
В гидравлических расчётах величину нормального атмосферного давления считают равной =98100 Па.
1.5 Приборы, применяемые для измерения
По принципу действия приборы для измерения делятся на две группы: жидкостные и деформационные (механические).
Жидкостные приборы ─ пьезометры, представляют собой стеклянную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединён к точке, где измеряется манометрическое давление. Показания пьезометра определяет избыточное давление
, (1.10)
где ─ объемный вес жидкости;
─ пьезометрическая высота, т.е. высота, отсчитываемая от точки подключения пьезометра до уровня жидкости в нём.
Действие механических приборов - манометров, основано на деформации под действием давления упругого элемента (пружины или мембраны). Манометр показывает давление в точке жидкости на уровне оси вращения его стрелки прибора. Если высотное положение оси вращения стрелки и точки подключения манометра не совпадает (рисунок 1.2), то в показание манометра () вводят поправку ().
Для случая, изображённого на рисунке 1.2
, (1.11)
где ─ превышение оси вращения стрелки манометра над точкой его подключения, м.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Министерство сельского хозяйства РФ... Кафедра теплоэнергетики и теплотехники...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Гидростатическим давлением называется нормальная составляющая вектора напряжения от действия поверхностной силы, действующей в любой точке жидкости.
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов