Указания к решению задачи 2

Суммарная сила избыточного давления воды на цилиндрическую поверхность определяется по формуле:

P + P

2 2

x y

P =,

где Р_х – горизонтальная составляющая силы избыточного гидростатического давления,Н;

Р_у – вертикальная составляющая силы избыточного гидростатического давления, Н.

Горизонтальная составляющая силы избыточного гидростатического давления равна силе давления на вертикальную проекцию цилиндрической поверхности:

P_x=γу_цтω_у,

где γ – удельный вес жидкости, у_цт – расстояние по вертикали от центра тяжести вертикальной проекции цилиндрической поверхности до уровня воды, м;

ω_у – площадь вертикальной проекции цилиндрической поверхности, м².

l цд

= l цт

+ I,

l цтw

Вертикальная составляющая силы избыточного гидростатического давления определяется поформуле:

P_у= γW,

где W - объем тела давления, м³.

То есть вертикальная составляющая силы давления равна весу жидкости в объеме тела давления.

соответствовать номерам выбранных сечений).

Плоскость сравнения 0-0 следует провести по оси трубопровода.

Уравнение Д. Бернулли будет иметь вид:

Тело давления представляет собой объем,

p au 2

p au 2

расположенный над цилиндрической поверхностью и заключенный между вертикальными плоскостями,

z + 1 + 1 1 = z + 2 +

1 g 2 g 2 g

2 2 + h,

 

2 g 1-2

проходящими через крайние образующие цилиндрической поверхности,самой цилиндрической поверхностью и свободной поверхностью воды. Если тело давления расположено со стороны смачиваемой жидкостью поверхности (в теле давления находится вода), тооно

где z₁ и z₂ – удельная энергия положения, или

расстояние от центра тяжести сечений 1-1 и 2-2 до плоскости сравнения 0-0, м; z₁= z₂=0, т.к. плоскость сравнения проходит через центры тяжести сечений трубопровода;

положительно и сила Ру будет направлена вниз. Если тело

р 1 и р 2

- удельная энергия давления, или высота

давления находится со стороны несмачиваемойжидкостью g g

поверхности (в теле давления нет воды), то такое тело давления отрицательно, и сила Ру будет направлена вверх.

В данной задаче для нахождения тела давления следует цилиндрическую поверхность АВС разделитьна

поднятия воды в пьезометрах, установленных соответственно в сечениях 1-1 и 2-2,м;

p₁ и p₂ – давление воды в соответствующих сечениях,

кН/м²;

две: АВ и ВС; причем давление для поверхности АВ будет

au 2

au 2

- удельная кинетическая энергия, или

положительным, а для ВС – отрицательным.

Результирующий объем тела давления на всю цилиндрическую поверхность АВС и его знак находятся путем алгебраического суммирования тел давления и криволинейные поверхности АВ и ВС.

Суммарная сила избыточного гидростатического давления на цилиндрическую поверхность направлена по радиусу к центру цилиндрической поверхности под углом φ к вертикали.