Диаграми хидростатично налягане 2

Диаграми наречени графично представяне на разпределението на хидростатичното налягане в равнината на повърхността, направени в определен мащаб.

За да се конструира диаграмите използва уравнението на разпределение на налягането в течността в покой:

От геометрична гледна точка, тази формула е уравнението на права линия. За да се конструира по права линия е достатъчно да се знае позицията на двама от неговите точки. В точка А. например, налягането на равнина фигура е равно на нула, тъй H = 0 (фигура 1.13). В точка В налягането е rgH. Налягане перпендикулярна на повърхността. Отлагане перпендикулярна на равнината на фигура вектор EB. равно rgH. След това, чрез свързване на точка А и права линия Е, графично изображение на разпределението на хидростатично налягане върху плоска фигура във формата на правоъгълен триъгълник.

Фиг. 1.13. Диаграмата на хидростатично налягане

вертикална плоска повърхност

Да приемем, че на фигурата ширината (размер, перпендикулярен на равнината на чертежа, вж. Фиг. 1.13) е равна на б. Тогава силата на натиск върху равнина фигура е равно на:

където Д- площ диаграми.

Следователно силата на налягане, равно на налягането на площ диаграми, умножена по ширината на повърхността, т.е.

или в общия случай, силата на хидростатичното налягане равно на диаграма на налягане-обем. F на сила налягане перпендикулярно на повърхността въпросната AB и преминава през центъра на тежестта диаграма налягане. Това следва от концепцията на центъра на тежестта, както точката на прилагане на резултантната сила на всички елементарните части на мощност (P - всички елементарни получените сили налягане). По този начин, за да се определи силата и налягането необходимо до центъра графичен начин:

1. изграждане на диаграма на налягане.

2. Определяне диаграми площ налягане.

Определя силата на налягане, което е равно на квадратен диаграма, умножена по ширината на повърхността, т.е. налягане обем диаграма.

4. Определяне на центъра на тежестта на диаграми на налягането.

5. Силата на налягане преминава през центъра на тежестта на диаграмата и насочена по нормалата към повърхността. Точката на пресичане на вектор Р и повърхността - центъра на налягане.

1.10. Някои сили и центъра на налягане на течността
На извити повърхности

На практика, силата, необходима за определяне на хидростатичното налягане не само в самолета, но и върху извити повърхности. Разглеждане на конкретния случай на извити повърхности - цилиндрична, т.е. повърхност, която се очаква от равнина, перпендикулярна към него в извита линия. Този случай се срещат най-често в практиката.

Предполагаме, че налягането над свободната повърхност на течността и от дясната страна на извитата повърхност на същата и равно, например атмосферно налягане. След това, получената сила налягане се определя от течността под налягане, т.е. налягане на тегло.

Изолират на цилиндрична повърхност AB (фиг. 1.14) елементарна площ г т, потопен на дълбочина у. DP сила на натиск е винаги насочени нормално г w сайт.

Ris.1.14. налягането на течността върху извита повърхност

Елементарен сила DP прекомерно хидростатично налягане на съда г wravna на:

където - дълбочина на потапяне г w подложка.

DP нас разшири дейността си в вертикални и хоризонтални елементи, е ъгълът на отклонение от неговите действия линии от gorizontalia:

Съставите Коза г w и равно Сина г W очаква площ на елементарен областта съответно на вертикалната (UZ) и хоризонтална (XZ) равнина, т.е.

Хоризонталните и вертикалните компоненти на получената извитата повърхност на разглеждания сила налягане ще бъде равен на:

Интегралът е статичен издатини въртящ момент тампон върху цилиндрична повърхност AB Уз вертикална равнина спрямо оста х.

В съответствие с предходната точка, ние имаме:

където hts.t - дълбочина на потапяне AB проекция повърхност на центъра на тежестта на вертикалната равнина YZ; - проектираната площ.

С оглед на уравнение (1.55) съотношението (1,53) е:

т.е. хоризонтален компонент сила Px натиск върху извита повърхност равна на силата на натиск върху издатината Wu извита повърхност на вертикалната равнина.

ярд продукт е елементарен обем DW (виж Фигура 1.14 ..) и, следователно, на втори интеграл е равен на:

където W - обем на твърдото вещество, ограничена от повърхността AB и прогнозите си за хоризонталната и вертикалната координата равнина. Това тяло се нарича тялото на налягане. С оглед на уравнение (1.57) Уравнение (1.54) може да се изписва като:

Така вертикалния компонент на сила флуид под налягане на извитата повърхност равно на теглото на течност в тялото на екран налягане:

Получената сила F налягане се определя съгласно прибавянето правило вектор:

Определете центъра на налягане координира, т.е. сила P точката на прилагане.

Уравнението за хоризонтална Fx компонент е идентичен с уравнението за повърхност равнина Ву. Така, хоризонтална Px компонент (фиг. 1.15) ще преминава през центъра на тежестта на диаграмите на налягането на вертикалната проекция на извитата повърхност. Линия действие налягане на вертикална сила компонент Ру трябва да минава през центъра на налягане на тежестта W (вж. Фиг. 1.15). вектор сила налягане да премине през пресечната точка Рх и Ру на под ъгъл а = arctg Px / Ру до хоризонта. Точката на пресичане линии на действие на вектор Р с извитата повърхност на налягането център.

Фиг. 1.15. Графично определяне на центъра на налягане

на извита повърхност

Ако разгледаме сили, действащи върху извита повърхност (фиг. 1.16), след това, след като прекарва аргументи и изчисления по същия начин, както в предишния случай, може да се докаже, че стойностите на Px и Ру и техните линии на действие се определя от формули (1.56), ( 1.58), (1.59), но Ру компонент насочена вертикално нагоре и е равна на отрицателен на въображаемата течност телесното тегло с сечение EAVSD. В първия случай имаме положителен или мокро тяло под налягане, а във втория - отрицателен или суха. По този начин, когато се разглеждат с извитата повърхност се омокря от течния страна притискащото тяло, Ру е насочен надолу по оста у. и ако не омокря и след това нагоре като го избутва извитата повърхност на водата.