Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения



страница2/29
Дата09.07.2014
Размер1.85 Mb.
ТипМетодические указания
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   29

2.1. постановка задачи


В резервуаре над жидкостью плотностью находится газ. Давление газа р0 может быть больше, чем атмосферное – тогда показание мановакуумметра равно рм0 . Если давление газа меньше, чем атмосферное - показание прибора равно рv0.

В боковой стенке резервуара имеется прямоугольное отверстие с размерами k m. Центр тяжести отверстия находится на глубине h0 под уровнем свободной поверхности жидкости (поверхности контакта жидкости с газом). Отверстие закрыто круглой крышкой 1, которая может поворачиваться вокруг оси А против часовой стрелки под действием момента от силы давления жидкости. Чтобы крышка не поворачивалась, к ней приложена сила R. Размеры a и b фиксируют положение оси вращения и точки приложения силы относительно центра тяжести отверстия.

В дне резервуара, на глубине H расположено круглое отверстие диаметра d. Отверстие закрыто крышкой 2, которая крепится болтами к резервуару. pмH – показание манометра, который установлен на уровне дна резервуара.

Дано: ; рм0 (pv0); h0; H; a; b; k; m.

Определить:

  1. Давление р0.

  2. Показание рмH.

  3. Силу R.

  4. Силу Р2, отрывающую болты крышки.






Рис.1

Схема к задаче
Откуда берутся силы, действующие со стороны жидкости на крышки?

Жидкость находится в неподвижном состоянии под силовым воздействием. Жидкость сжата со всех сторон силами реакции окружающих поверхностей, силой давления со стороны газа и собственным весом. В результате в ней возникают сжимающие напряжения (Рис.2).




Рис.2

Определение давления

Выделим внутри жидкости вокруг точки А площадку d.
Сила dР1 характеризует действие частиц, находящихся вверху площадки, а сила dР2 - находящихся внизу площадки.

Вектор напряжения – предел отношения элементарной силы dР к площади d при стремлении площади d к нулю с сохранением ориентации площадки

.

Вектор напряжения зависит от ориентации площадки. Их число – бесчисленное множество. Каждый вектор может иметь нормальную по отношению к площадке и касательную составляющую.

Абсолютное гидростатическое давление – модуль вектора сжимающего напряжения в жидкости. В покоящейся жидкости отсутствуют касательные напряжения, а модули нормальных напряжений на всех площадках, проходящих через точку А, равны между собой и называются абсолютным гидростатическим давлением.

.

Давление – скалярная величина, имеющая размерность напряжения.


Свойства гидростатического давления


Рис.3

Иллюстрация к свойствам гидростатического давления


1. Во всех точках горизонтальной площади, проведенной через однородную жидкость, давление одинаково.

2. В данной точке внутри жидкости давление по всем направлениям одинаково. Это означает, что давление в жидкости на определенном уровне можно определять и сверху, и снизу, и слева, и справа.

3. На внешней поверхности жидкости давление направлено перпендикулярно к поверхности. В противном случае на жидкость действовали бы касательные силы и она бы двигалась.

Молекулы жидкости, стремясь освободиться от сжимающих напряжений, в свою очередь оказывают силовое воздействие на окружающие поверхности (3ий закон Ньютона – действие равно противодействию!). В результате и возникают силы давления на крышки в нашей задаче.

Давление в газе

В идеальном газе отсутствуют связи между молекулами, поэтому давление газа имеет совсем другой физический смысл, чем давление в жидкости. Молекулы газа совершают хаотическое (броуновское) движение. При этом они ударяются о поверхность жидкости и теряют свой импульс. Как известно из теоретической механики, при изменении импульса появляется сила, в данном случае это сила давления газа на поверхность жидкости. Единичная (на единицу площади) сила давления и есть давление газа.

Состояние газа определяется тремя параметрами – абсолютным давлением р, плотностью и абсолютной температурой T, которые связаны уравнением состояния (уравнением Клапейрона).

pV = mRT,

где R – газовая постоянная, R=287дж/кгК для воздуха.

Уравнение состояния можно записать в виде:

p/ =RT.

При увеличении температуры усиливается броуновское движение молекул и частота их ударов о поверхность. При этом давление газа увеличивается.

В малых объёмах давление газа одинаково во всех точках объёма. В больших объёмах давление газа уменьшается с высотой по экспотенциальному закону.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   29

Похожие:

Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания по выполнению лабораторных работ №1-5 по информатике для студентов дневной формы обучения
Решение задач в пакете Mathcad : методические указания по выполнению лабораторных работ №1 – 5 по информатике для студентов дневной...
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания по ее выполнению. Предназначено для студентов заочной формы обучения по специальностям 311300 «Механизация сельского хозяйства»
Охватывает точку с координатами (-1; j0)
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания по их выполнению для студентов, обучающихся по специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии»
...
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания для студентов дневной формы обучения инженерных специальностей Санкт-Петербург 2008 удк 947 Гуркин А. Б., Потехина И. П. Культурология: Методические указания. Спб.: Спбгти (ТУ), 2008. 30 с
Методические указания предназначены для студентов I курса I-VI и VIII факультетов дневной формы обучения, изучающих культурологию,...
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconХимия воздуха и воды для студентов факультета инженерных систем и экологии специальности 270109 дневной и заочной форм обучения Казань 2010
Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов дневной и заочной формы обучения специальности 270109 по...
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания по подготовке к семинарским занятиям для студентов дневной формы обучения всех специальностей
Методические указания предназначены для студентов I курса всех специальностей дневной формы обучения, изучающих дисциплину «Отечественная...
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания по дисциплине «Математический анализ» для студентов дневной формы обучения
Интегральное исчисление: методические указания по дисциплине «Математический анализ» для студентов дневной формы обучения / сост....
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания для студентов заочной формы обучения великий Новгород 2002 ббк 87. 66 Печатается по решению
Культурология: Методические указания для студентов заочной формы обучения / Сост. Н. А. Завершинская, Р. Н. Черникова. – 3-е изд.,...
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания для студентов заочной формы обучения великий Новгород 2002 ббк 87. 66 Печатается по решению
Культурология: Методические указания для студентов заочной формы обучения / Сост. Н. А. Завершинская, Р. Н. Черникова. – 3-е изд.,...
Методические указания по их выполнению. Предназначено для студентов дневной и заочной формы обучения iconМетодические указания к выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения
Дисциплина Методика преподавания хантыйского языка, литературы название дисциплины
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org