Смотровой люк в боковой стенке резервуара перекрывается полусферической крышкой диаметром d
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Смотровой люк в боковой стенке резервуара перекрывается полусферической крышкой диаметром d0,6 м. Определить отрывающее Fx и сдвигающее Fz усилия, воспринимаемые болтами, если уровень бензина над центром отверстия Н2 м. Показание манометра рм=4,1 кПа.
К задаче 2.6
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
Fx5,32 кН, Fz0,42 кН.
Решение
Так как на поверхности жидкости давление манометрическое, то пьезометрическая плоскость находится над свободной плоскостью жидкости.
Отрывающее усилие воспринимаемое болтами равно силе давления на вертикальную проекцию полусферической крышки:
(1)
где - плотность бензина (справочная величина), ;
- ускорение свободного падения (справочная величина), ;
- расстояние по вертикали от центра тяжести вертикальной полусферической поверхности до пьезометрической плоскости, ;
(2)
- площадь вертикальной проекции полусферической поверхности, ;
(3)
Подставляя выражения (3) и (2) в формулу (1), получаем
(4)
Сила приложена в центра давления (точка D) глубина погружения которого под пьезометрической плоскостью составляет:
(5)
где - момент инерции площади вертикальной проекции относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести проекции, ;
(6)
тогда
Сдвигающее усилие воспринимаемое болтами равно:
(7)
где - объем тела давления, .
Для определения вертикальной составляющей силы давления жидкости на полусферическую стенку (рисунок 1) разделим поверхность полусферы горизонтальной плоскостью на верхнюю и нижнюю половины и найдем вертикальные силы давления жидкости на каждую из них.
Вертикальная сила давления на стенку равна весу жидкости в объеме и направлена вверх:
(8)
Вертикальная сила давления на стенку равна весу жидкости в объеме и направлена вниз:
(9)
Следовательно, вертикальная сила давления на всю полусферу равна разности указанных сил:
(10)
то есть равна весу жидкости в объеме полусферы и направлена вниз