Реферат: Гидростатика: понятие и сущность

Введение

Гидростатика – это раздел гидравлики (механики жидкости), изучающий покоящиеся жидкости. Она изучает законы равновесия жидкости и распределения в ней давления. Основные величины, используемые в гидростатике, – это давление p и напор H .

В гидравлике при изучении законов равновесия и движения широко пользуются различными физическими характеристиками жидкости (например, плотность, вязкость, удельный вес, удельный объём). Студенту нужно уметь определять основные физические характеристики жидкости, знать единицы этих характеристик. Следует также рассмотреть основные физические свойства капельных жидкостей: сжимаемость, тепловое расширение и др.

1. Физические свойства жидкости

Существуют следующие физические свойства жидкости:

1) Плотность – это масса единицы объёма жидкости (кг/м³ ):

r = m / V ,

где m – масса, кг;

V – объём, м³ .

Плотность воды при температуре +4°С равна 1000кг/м³ . Легко заметить, что плотность воды зависит от температуры незначительно. В большинстве гидравлических расчётов свойствами сжимаемости и температурного расширения жидкостей пренебрегают, например, для воды считают плотность постоянной и равной 1000 кг/м³ .

2) Удельный вес – это вес единицы объёма жидкости (Н/м³ ):

g = G / V ,

где G – вес (сила тяжести), Н ;

V – объём, м³ .

Связаны удельный вес и плотность через ускорение свободного падения (g = 9,81 » 10 м/с² ) так:

g= rg .

3) Коэффициент объёмного сжатия_w (Па^-1 ) – это относительное изменение объёма жидкости при изменении давления на единицу:

,

где D W – изменение объёма W ;

Dr– изменение плотности r, соответствующее изменению давления на величину Dp .

Величина, обратная коэффициенту объёмного сжатия, называется модулем упругости жидкостей E _ж (Па):

Е _ж = 1/ _W .

Значение модуля упругости жидкостей зависит от давления и температуры. Если принять, что приращение давления D p = p – p ₀ , а изменение объёма D W = W - W ₀ , то:

W =W ₀ ·(1-_W ·Dp ),

r =r₀ ·(1-_W ·Dp ).

4) Коэффициент температурного расширения _t (⁰ С)^-1 выражает относительное изменение объёма жидкости при изменении температуры на один градус:

,

где DW – изменение объёма W , соответствующее изменению температуры на величину D t .

Коэффициент температурного расширения воды увеличивается с возрастанием температуры и давления; для большинства других капельных жидкостей b_t с увеличением давления уменьшается. Если принять, что приращение температуры D t = t – t₀ , а изменение объёма D W = W – W ₀ , то:

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--