15. Равновесие и остойчивость тел, частично погруженных в жидкость.

Для равновесия тела, частично погруженного в жидкость необходимо соблюдение тех же правил что и для тела полностью погруженного в жидкость.

Для определения остойчивости так же рассматривают 3 случая:

1. Ц.т. ниже водоизмещения; при крене точка водоизмещения переместится, при этом часть тела выйдет из жидкости, а другая часть погрузится, равновесие будет остойчивым, т.к. возникает пара сил стремящаяся вернуть тело в обратное положение.

2. Ц.т. совпадёт с водоизмещением; по тем же причинам в данном случае тело будет находится в остойчивом состояние.

3. Ц.Т. выше водоизмещения; из 2-х возможных вариантов равновесие будет неостойчивым, в случае когда т.М (пересечение Архимедовой силы с осью плавания) т.М лежит ниже ц.т.

т.М – называется метацентром, а расстояние от неё до точки водоизмещения называют метацентрическим радиусом.

16. Установившееся и неустановившееся движение жидкости.

Возьмем любую точку в потоке жидкости. Через эту точку протекает жидкость, имеющая определенное направление и скорость движения. Если во всех точках потока направление и скорость движения жидкости не изменяются в течение времени – движение установившееся.

Если это условие не выполняется – движение неустановившееся.

18. Расход и средняя скоростьпотока.

Расход. Расходом жидкости называется объем жидкости, проходящий в единицу времени через живое сечение.

Q = L³ / t, [м³/с]

Так как скорости в различных точках потока различны, расход в общем случае находят как:

Средняя скорость. Как отмечалось выше, скорости по живому сечению потока различны и их определение является достаточно сложной задачей. Практические расчеты, как правило, выполняются по интегральным показателям и производятся для всего объекта (в данном случае потока жидкости) в целом без уточнения микроструктуры. Среди таких показателей в курсе гидравлики наиболее часто используется средняя скорость.

Средняя скорость – это средняя для данного живого сечения скорость течения и находится как: V = Q / w

19. Движение безнапорное и напорное, равномерное и неравномерное.

Течение жидкости может быть напорным и безнапорным. Напорное течение наблюдается в закрытых руслах без свободной поверхности. Напорное течение наблюдается в трубопроводах с повышенным (пониженным давлением). Безнапорное - течение со свободной поверхностью, которое наблюдается в открытых руслах (реки, открытые каналы, лотки и т.п.). 

Равномерным называют такое установившееся движение жидкости, при котором живые сечения и средняя скорость потока не меняются по его длине. Примером равномерного движения служит движение жидкости в цилиндрической трубе или канале неизменного сечения и постоянной глубины. Неравномерным называют такое установившееся движение жидкости, при котором живые сечения и средние скорости потока изменяются по его длине. Примером неравномерного движения служит движение жидкости в конической трубе, в естественном русле, на перепаде.

При равномерном движении линии тока представляют собой систему прямых параллельных линий. Такое движение называется параллельноструйным. При движении жидкости в естественных руслах живое сечение обычно непрерывно изменяется вдоль потока как по форме, так и по площади. Такое движение жидкости является установившимся неравномерным.

20.Поняте об удельной энергии.

Удельной называется энергия приходящаяся на ед.силу тяжести.

Энергия жидкости состоит из: энергии положения, энергии давления, кинетической энергии.

Рассмотрим уд. Энергию для частицы жидкости

В сосуде наполненном жидкостью определим энергию положения жидкости частицы в т.А с координатой z. Если сила тяжести частицы =G, то ее энергия положения над плоскостью х будет равна: ; а удельная энергия положения: ; т.е. удельная энергия положения равна геометрической высоте точки над координатной плоскостью, в точке время частицы жидкости в т. А находится под давлением окружающей жидкости. Поэтому если от уровня т. А вывести пьезометр, то частица может в нем подняться на высоту : ;

Сумма удельной энергии положения и удельной энергии давления являются удельной энергией давления.

По рисунку не трудно установить, что для любой частицы жидкости удельная потенциальная энергия равна расстоянию от плоскости сравнения (х-х) до уровня жидкости в пьезометре.

Кинематическую энергию для жидкости массы m можно выразить: , где u-скорость частицы; , т.к. =>

Величина можно измерить в натуре, если опустить в движ. жидкость трубку изогнутую в противоположном направлении. В безнапорном потоке (рис.а) и в напорном потоке (рис. б) уровень жидкости в трубке поднимается на величину выше уровня жидкости свободной поверхности потока и выше уровня жидкости в пьезометре. Такая трубка называется трубкой Пито.