Относительный покой жидкости.

Жидкость находится в покое и на нее действует только сила тяжести тогда
когда эта жидкость находится в сосуде
неподвижном относительно земли или
совершающем равномерное прямолинейное движение.

Жидкость находится в относительном покое, если она находится в сосуде, совершающем неравномерное (ускоренное или замедленное) движение или движение но криволинейной траектории, т.е. в сосуде, движущемся с ускорением.

При относительном покое жидкости на каждую её частицу действует сила веса (тяжести) G и сила инерции Р_п.

При относительном покое поверхности уровня (равного давления) в жидкости занимают положение отличное от горизонтального. При определении формы и положения свободной поверхности жидкости в относительном покое следует руководствоваться основным свойством всякой поверхности уровня, которое заключается в следующем: равнодействующая массовая сила всегда действует по нормам к поверхности уровня.

В самом деле, если бы равнодействующая массовая сила действовала бы не нормально, а под некоторым другим углом к поверхности уровня, то касательная составляющая этой силы вызвала бы перемещение частиц жидкости вдоль поверхности уровня. Однако в состоянии относительного покоя отсутствуют какие - либо перемещения частиц жидкости как относительно стенок сосуда, так и друг относительно друга. Следовательно, единственно возможным направлением равнодействующей массовой силы является направление, нормальное к свободной поверхности, а также и к другим поверхностям уровня.

Следует также учесть, что поверхности уровня не могут между собой пересекаться, иначе по линии их пересечения мы получили бы ряд точек, давление в которых в одно и тоже время имело бы два разных значения, что невозможно.

Рассмотрим два характерных случая относительного покоя жидкости:

а) в сосуде, движущемся прямолинейно и равноускоренно;

б) в сосуде, равномерно вращающемся вокруг вертикальной оси.

Так как свободная поверхность вв. как поверхность уровня (равного давления), должна быть нормальна к указанной равнодействующей, то она и данном случае представляет собой уже не горизонтальную плоскость, а наклонную, составляющую угол а a с горизонтом.

Уравнение, позволяющее находить давление в любой точке рассматриваемого объёма жидкости, можно получить аналогично выводу основного уравнения жидкостатики.

На рисунке а) направление течения жидкости совпадает с направлением ускорения, а самолёта. Сила инерции в этом случае направлена против потока, препятствует течению жидкости и ухудшает работу насоса. При достаточно большом ускорении а, вследствие инерционного давления, жидкость к насосу может не поступать.

В горизонтальном полёте на опоры бака действует наузка от находящейся в баке жидкости. При полете с перегрузкой n_y нагрузка на опоры возрастает в n_y -1 раз. Вычитание из n_y единицы объясняется тем, что при установившемся горизонтальном полёте воздушного судна n_y=y/G=1 и инерционное давление отсутствует.

При действии перегрузок n_x и n_z в направлениях поточных осей координат x и z и при отсутствии колебания поверхности уровня топлива нагрузки на боковые опоры баков в направлении перегрузок будут соответственно равны n_x G_T и n_z G_T, где G_T - вес топлива в баке.

Расчет тонкостенных цилиндрических сосудов с внутренним давлением.

Основной задачей такого расчёта

является определение необходимой

толщины стенок сосуда.

Под, влиянием избыточного давления Р стенки трубопровода испытывают действие разрывающего усилия, стремящегося разорвать трубопровод по его образующей. Таким образом, стенки трубопровода работают на растяжение.

Величина допускаемого напряжения для различных материалов берётся из справочника. Например,

Материал	1 х 18н9т	С20	30 х гса	АМц	АМг	Д16
[ ] Мпа кгс/см^2		340 3400			220 2200
Кге/мм^2		^34

Для вертикального цилиндрического сосуда (резервуара) диаметром «Д», высотой «Н», заполненным до краев жидкостью, разрывающее усилие (2 определяется как горизонтальная составляющая полного давления на полуцилиндрическую поверхность (равная давлению на проекцию этой поверхности на вертикальную плоскость).

При этом изменением давления по высоте пренебрегают и ведут расчет по наибольшему давлению P=pgH у основания сосуда. Если же сосуд состоит из ряда отдельных горизонтальных поясов, за расчетное давление для каждого пояса принимают давление у нижней ее кромки.

Поурочный план урока №6

Дисциплина: «Гидравлика».

 

Группы: 311, 312, 313, 314, 315, 316, 413 У.

 

Тема урока:

«Основные понятия: идеальная жидкость. Уравнения Бернулли».

Цель занятия:

ü Развивающая: организовать деятельность студентов по восприятию,

осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов действий.

ü Дидактическая: обеспечить устойчивые знания о понятие.: идеальная жидкость. Уравнения Бернулли.

 

Тип урока: урок изучения и закрепления новых знаний.

 

Вид урока: лекция.

 

Оснащение урока: плакаты, наглядные пособия, каталоги оборудования,

 

Ход урока:

ü Организация начала урока –2-3 мин.

ü Проверка выполнения домашнего задания, повторение, учёт знаний студентов –20-25 мин.

ü Актуализация знаний – 3-5 мин.

ü Объяснение нового материала –45-50 мин.

ü Закрепление нового материала –10-12 мин.

ü Задание на дом: Рабинович Е.З. стр. 11-20.Некрасов Б.Б стр. 111.

 

Понятие идеальной жидкости.

В этом разделе гидравлики мы будем рассматривать законы движения жидкости.

Этот раздел, изучающий законы движения жидкости называется - гидродинамикой.

Идеальная жидкость - это условная жидкость, лишенная свойств вязкости и сжимаемости.

Иначе, идеальная жидкость это жидкость, в которой отсутствуют силы трения, а действуют только силы давления, и плотность такой жидкости всегда и во всех точках постоянна (ρ=const).

Виды движения жидкости.