Раздел 2. Гидростатика

Тема 2.1 Давление и законы гидростатики

Студент должен:

знать: единицы измерения, свойства, виды гидростатического

давления основное уравнение гидростатики, приборы для

измерения давления.

уметь: определять давление в покоящейся жидкости и газе, давление

жидкости на плоские поверхности

Давление, виды и единицы измерения. Гидростатическое давление, его свойства. Основное уравнение гидростатики. Гидростатическое давление в покоящемся газе. Приборы для измерения давления. Расчеты давления применительно к пластовым условиям. Глубинные манометры.

Литература: 1,с. 23-32; 2,с. 12-18; 3, с. 22- 37; до.1,с.10-28

Методические указания

В этой теме прежде всего необходимо уяснить, какие силы могут действовать на покоящуюся жидкость. Затем усвоить понятие гидростатического давления в точке и его основные свойства.

В Международной системе (СИ) единиц измерения за единицу давления принято равномерное распределенное давление, при котором на 1м² приходится сила, равная 1 Ньютону, называемая Паскалем.

Па = 1 Н = 0,102 кгс = 0,102 мм вод.ст = 0,0075 мм рт.ст.

м² м²

Для усвоения единиц измерения давления и связи между ними полезно решить несколько задач на определение величины гидростатического давления, выражая эту величину в различных размерностях.

Важно знать основное уравнение гидростатики и иметь ясное представление о разнице между абсолютным и избыточным давлением.

Следует разобраться в понятии пьезометрической высоты и гидростатического напора. Необходимо знать, что для всех точек данного объема покоящейся жидкости гидростатический напор, относительно выбранной плоскости сравнения, есть величина постоянная.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое гидростатическое давление в данной точке?

2. Что называется абсолютным давлением, избыточным давлением и вакуумом?

3. Какими приборами можно измерить гидростатическое давление?

4. Что такое пьезометрическая высота и гидростатический напор?

5. В чем состоит зако

Тема 2.2 Силы давления

Студент должен:

знать: действие давления на различные стенки;

уметь: определять давление жидкости на криволинейные

поверхности, применять законы гидростатики для решения

практических задач.

Давление жидкости на плоские поверхности. Центр давления. Эпюры гидростатического давления. Давление жидкости на криволинейные поверхности. Горизонтальная и вертикальная составляющие силы давления. Закон Архимеда. Простые гидравлические машины и устройства.

Практическое занятие №2

Литература: 1,с.35-42; 2,с.22-26; 3, с. 38 – 55

Методические указания

Прежде чем перейти к изучению вопроса о суммарном гидростатическом давлении на плоские стенки и цилиндрические поверхности, нужно усвоить методику построения эпюр гидростатического давления. Полезно рассмотреть несколько примеров построения эпюр давления на вертикальные и наклонные стенки. После этого следует разобрать два способа определения силы гидростатического давления на плоские стенки: аналитический и графический, понятие центра давления и способы его определения.

Для уяснения условий плавучести надо вспомнить закон Архимеда.

Полная сила давления на плоскую стенку равна произведению площади стенки на гидростатическое давление Р_С - в центре тяжести этой площади. Р_С – определяется через глубину погружения центра тяжести этой стенки под уровень жидкости. Точка приложения силы давления не совпадает с глубиной погружения центра тяжести, а находится в точке давления.

Для определения силы давления на криволинейную поверхность нужно

воспользоваться формулой:

__________

F= √ F_Г ² + F_В ²

где F_Г – горизонтальная составляющая, равная силе давления на

боковую плоскую стенку, которой является вертикальная

проекция смоченной горизонтальной поверхности ( F_Г = Р_СS);

F_В – вертикальная составляющая , определяемая как вес жидкости в

объеме тела давления ( F_В = ρgV_т.д. )

К простым гидравлическим машинам относятся: гидравлический пресс, гидравлический домкрат, гидравлический аккумулятор, гидравлический мультипликатор и т. д. Они используются для создания больших сил давления при помощи жидкости. Их работа основана на применении закона Паскаля.

Вопросы для самоконтроля

1. Как определить величину силы гидростатического давления на плоскую стенку?

2. Что такое центр давления и как его определить?

3. Как определить величину, направление и точку приложения силы гидростатического давления на криволинейную поверхность?

4. Что такое остойчивость плавающего тела? Метацентр и метацентрическая высота?

5. В чем состоит сущность закона Архимеда?

6. На чем основана работа гидравлических машин?