Жидкость и силы, действующие на неё

Жидкостью в гидравлике называют физическое тело способное изменять свою форму при воздействии на нее сколь угодно малых сил. Различают два вида жидкостей: жидкости капельные и жидкости газообразные (рис.1.2).

Рис. 1.2. Виды жидкостей

 

Рис. 1.3. Сжатие жидкостей и газов

(Н/м^2) или (Па),

где F - сила, действующая на жидкость, Н (ньютоны);
S - площадь, на которую действует эта сила, м² (кв.метры).

Рис. 1.5. Схема к определению давлений

За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль - давление вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м²:

1 Па = 1 Н/м² = 10^-3 кПа = 10^-6 МПа.

Размерность давления обозначается как "Па" (паскаль), "кПа" (килопаскаль), "МПа" (мегапаскаль). В технике в настоящее время продолжают применять систему единиц МКГСС, в которой за единицу давления принимается 1 кгс/м².

1 Па = 0,102 кгс/м² или 1 кгс/м² = 9,81 Па.

 

 

Рис. 1.6. Силы поверхностного натяжения

Рис. 1.7. Профиль скоростей при течении вязкой жидкости вдоль стенки

Рис. 1.8. Способы оценки вязкости жидкости

Лекция 2. ОСНОВЫ ГИДРОСТАТИКИ

Гидравлика делится на два раздела: гидростатика и гидродинамика. Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практическое применение.

Гидростатическое давление

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением.

Если эту силу P разделить на площадь дна S_abcd, то мы получим среднее гидростатическое давление, действующее на дно резервуара.

Гидростатическое давление обладает свойствами.

Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.

 

Рис. 2.1. Схема, иллюстрирующая свойства гидростатического давления:

а - первое свойство; б - второе свойство

Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.

Основное уравнение гидростатики

 

Рис. 2.2. Схема для вывода основного уравнения гидростатики

Давление жидкости на плоскую наклонную стенку

Рис. 2.3. Схема к определению равнодействующей гидростатического давления на плоскую поверхность

Давление жидкости на цилиндрическую поверхность

 

Рис. 2.4. Схема к определению равнодействующей гидростатического давления на цилиндрическую поверхность

2.5. Закон Архимеда и его приложение

Рис. 2.5. Поперечный профиль судна