Рис. 2. Емкость с водой № 2
Таблица 1
Исходные данные
Глубина воды в резервуаре h, м Радиус криволинейной поверхности r, м ED, м GF, м Абсолютное давление на свободной поверхности воды p0,абс105 Ширина бака b, м Угол наклона поверхности EF, градус
Необходимо:
1. Определить показание мановакуумметра и начертить в масштабе эпюру гидростатического давления на стенки ABCDEFG емкости.
2. Определить величину и направление силы гидростатического давления на плоскую поверхность EF.
3. Определить величину и направление силы гидростатического давления на заданную цилиндрическую поверхность BCD и показать площадь тела давления.
Решение
Избыточное давление на свободной поверхности (показание мановакуумметра):
Па=-10кПа
Па – атмосферное давление.
Знак минус позывает что на свободной поверхности вакуум равный =10кПа
Избыточное давление в точках A и G равно:
кПа
Избыточное давление в точке В равно:
Па
кг/м3 – плотность жидкости.
м/с2 – ускорение свободного падения.
м – глубина точки В.
Избыточное давление в точке C равно:
Па
кг/м3 – плотность жидкости.
м/с2 – ускорение свободного падения.
м – глубина точки C.
Избыточное давление в точке D и E равно:
Па
кг/м3 – плотность жидкости.
м/с2 – ускорение свободного падения.
м – глубина точки D и E.
Избыточное давление в точке F равно:
Па
кг/м3 – плотность жидкости.
м/с2 – ускорение свободного падения.
м – глубина точки F.
Таблица 2
Расчеты к определению показания мановакуумметра и к построению эпюры гидростатического давления на стенки ABCDEFG
Показание мановакуумметра, 105Па Давление в точке А, 105Па Давление в точке B, 105Па Давление в точке C, 105Па
-0,1 -0,1 0,39 0,98
Давление в точке D, 105Па Давление в точке E, 105Па Давление в точке F, 105Па Давление в точке G, 105Па
1,57 1,57 0,39 -0,1
Результирующая сила действия на стенку EF:
Н
где Па – давление в центре тяжести
м – глубина центра тяжести.
м2 - площадь площадки АВ.
Вектор силы направлен перпендикулярно к площадке горизонтально и проходит через точку центра давления, которая смещена относительно центра тяжести проекции площадки на величину e считая по наклону:
где - расстояние от пьезометрической поверхности до центра давления
- расстояние от пьезометрической поверхности до центра тяжести площадки EF;
момент инерции проекции площадки относительно оси, проходящей через ее центр тяжести
.
м
Расчеты к определению величины и направления силы гидростатического давления на плоскую поверхность EF
Глубина центра тяжести поверхности EF, м Давление в центре тяжести поверхности EF105Па Синус угла Площадь поверхности EF, м2
11 0,98 0,866 69,28
Сила гидростатического давления на плоскую поверхность EF, Н EF, м Момент инерции Глубина центра давления, м
6,15∙106 13,86 1108,5 12,91
Горизонтальная составляющая определяется, как сила гидростатического давления на плоскую боковую стенку, которой является горизонтальная проекция смоченной криволинейной поверхности (горизонтальная проекция полуцилиндра — прямоугольник 2rxb)
Сила гидростатического давления F определяется:
Н
где p —давление в центре тяжести;
м2 – площадь проекции
Вертикальная составляющая определяется весом жидкости в объеме тела давления.
Тело давления определяется путем построения
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
