Курсовая работа: Гидравлика
Пьезометр - это прибор для измерения небольших давлений в жидкости при помощи высоты столба этой жидкости (рис.2.6).
![]() | Он состоит из вертикальной стеклянной трубки, верхний конец которой открыт и сообщается с атмосферой, а нижний присоединен к сосуду, в котором измеряют давление р. |
Рисунок 2.6 – Пьезометр |
По основному уравнению гидростатики
. (2.10)
Вакуумметр - это U-образная стеклянная трубка, в колене которой имеется жидкость, тяжелее от той, которая
![]() | находится в сосуде. Один конец трубки соединен с сосудом, а второй открыт (рис.2.7). Давление ![]() |
Рисунок 2.7 – Жидкостной вакууметр |
. (2.11)
Пружинный манометр (рис.2.8) состоит из корпуса 5, штуцера 6, манометрической (пружинной) трубки 4, передающе-
![]() | го механизма 3, стрелки 2 и шкалы 1. Жидкость под давлением попадает в штуцер, а затем в трубку. Под действием давления трубка разгибается и перемещается ее свободный конец, связанный со стрелкой прибора. |
Рисунок 2.8 – Пружинный манометр |
2.5 Сила давления жидкости на плоские поверхности
Сила давления жидкости на погруженную в нее плоскую поверхность (рис.2.9) равна
(2.12)
![]() | где![]() ![]() |
Рисунок 2.9 – Схема для определения силы давления жидкости |
- гидростатическое давление в центре тяжести поверхности.
Таким образом, полная сила давления на плоскую стенку равна произведению площади этой стенки на величину гидростатичес- кого давления в ее центре тяжести.
Выражение (2.11) можно представить в виде
(2.13)
где (2.14)
(2.15)
Сила представляет собой силу поверхностного давления
. Поскольку давление
распределено равномерно по всей площади смоченной части поверхности, его равнодействующая приложена в центре тяжести этой поверхности.
Сила обусловлена давлением самой жидкости. Сила
приложена в центре давления Д, координату которого определяют по формуле
, (2.16)
где - момент инерции плоской фигуры относительно оси ОХ.
Для прямоугольника (b-ширина, h-высота фигуры), для круга диаметром d
.
2.6 Сила давления жидкости на криволинейные цилиндрические поверхности
Сила давления жидкости на криволинейную цилиндрическую поверхность (рис.2.10) складывается из горизонтальной и вертикальной
составляющих
. (2.17)
![]() |
Рисунок 2.10 - Сила давления жидкости на криволинейную цилиндрическую поверхность |
Горизонтальная составляющая равна силе давления жидкости на вертикальную проекцию данной стенки
(2.18)
где - расстояние от свободной поверхности жидкости до центра тяжести ее вертикальной проекции;
-площадь вертикальной проекции.
Вертикальная составляющая равна весу жидкости в объеме тела давления
, т.е.
. (2.19)
Объем тела давления - объем, заключенный между данной стенкой, свободной поверхностью жидкости и вертикальными плоскостями, проходящими по контуру стенки.
3 Основы гидродинамики
3.1 Основные понятия о движении жидкости. Уравнение расхода (неразрывности)
Основной задачей гидродинамики является изучение законов движения жидкости.