Ыдыстың түбіне түсетін гидростатикалық қысым күші. Гидростатикалық парадокс
Түптері жазық А,В және С үш ыдыс алайық (4.2-сурет), олардың формалары әртүрлі де, түптерінің аудандары (ω) мен олардағы судың тереңдіктері (h) бірдей болсын.
Ыдыс түбіне түсетін сұйықтың қысым күшін анықтайық. Тәуелділігіне сәйкес, ыдыс түбіне түскен қысым күші (hc=h) табан ауданы мен оның ауырлық орталығындағы гидростатикалық қысымның көбейтіндісіне тең болады:
және
Сонымен ыдыс түбіне түскен қысым күші, оның формасына емес, тек қана табан ауданы мен ондағы сұйықтың тереңдігіне тәуелді болады. Бұл жәйтті ғылымда “гидравликалық парадокс” деп атайды; өйткені А,В және С ыдыстардың табанына түсетін қысым күштерінің бір-біріне тең болуы ертеде мүмкін емес сияқты саналған.
9-сурет
Ыдыс қабырғаларына түсетін сұйықтың қысым күші, егер ол жазық болса, формуламен анықталуы тиіс. Ал егер ыдыстың қабырғасы, сондай-ақ түбі де, қисық сызықты болса, оларға түсетін қысым күші сұйықтың қисық сызықты беттерге түсіретін қысым күшін анықтайтын әдіспен есептелінеді.
Есептеу-графикалық жұмысы № 1
Гидротехникалық құрылыс өндірісінде, сұйық қоспасының еркін бетіне атмосфералық қысым әсер етеді, қабырғаға түсетін гидростатикалық қысым шамасы ҚТД деңгейінде жота биіктігінің артық қысымы ретінде анықталады.
Табу қажет:
а) жоғарғы және төменгі бьефтер жағынан судың манометрлік қысым күшін, және де осы күштердің қысым орталары мен тең әсерлі күшін анықтау;
б) манометрлік қысым эпюрларын масштабта тұрғызу және (а) пунктінде аналитикалық жолмен есептелген қысым орталары мен манометрлік қысым күштерін графаналитикалық тәсілмен тексеру.
Есептерді 10-14-суреттерде келтірілген нұсқалар бойынша шығарамыз.
10-сурет 11-сурет
12-сурет 13-сурет
14-сурет
Шығару мысалы
Берілгені: 3.0 м; 1,0 м.
Аналитикалық тәсіл
Жазық қабырғаға түсетін толық қысым күші төмендегі байланыстылықпен анықталады:
,
мұнда, - су үшін сұйықтың тығыздығы, =1000 кг/м3;
- дененің еркін түсу кезіндегі үдеуі,
, ;
- жазық қабырғаның суланған ауданы, ;
- қабырғаның ауырлық ортасы.
Жазық қабырғаға түсетін судың қысым күшін анықтаймыз,
,
мұнда, Н/м3; 3/2=1,5 м.
3,0 м2.
.
Р күшінің түсу нүктесін (қысым ортасы) мына байланыспен анықталады:
,
где, инерция моменті, .
.
Графаналитикалық тәсіл
Тікбұрышты қабырғаға түсетін судың қысым күші қысым эпюрасының ауырлық ортасы арқылы өтеді. Судың ауырлық ортасы үшбұрыш биссектрисаларының қиылысында орналасады. Осы қабырғадағы тең әсерлі күштің түсу нүктесі қысым күшінің ортасы болып табылады.
15-сурет.
Өздік бақылау сұрақтары
Гидростатикалық қысым күшінің шамасы дегеніміз не?
Ыдыстың түбіне түсетін гидростатикалық қысым күші дегеніміз не?
Гидростатикалық парадокс дегеніміз не?
Қолданылған оқулықтар
1 Әдіраманов Ә Гидравлика (оқулық) Тараз ТарМУ, 2011 - 200б
2 Гаврилов М.Б. Гидравлика (оқулық). – Алматы: Каз.ҰТУ, 2004. – 313 б.
3 Әдіраманов Ә Гидравлика (оқулық) Тараз ТарМУ, 2000 - 400б
4 Чугаев Р.Р. Гидравлика – 4-ішығ. – М.: Л.: Энергоиздат, 1982. – 671 б
Достарыңызбен бөлісу: |
