Силы действующие на жид-ти. Давление.

Силы действующие на ограниченный объем жид-ти и являющимися по отношению к этому объему внешними силами разделяют на две группы

1.Массовые. 2.Поверхностные. Массовые- это силы действующие на каждую частицу жид-ти и пропорционально ее массе F=ma (силы тяжести и силы инерции). Поверхностные силы- силы воздействующие на пов-ть рассматриваемого объема жид-ти (атмосферное давление, поршень на жид-ть, воздействие соседних объемов жид-ти ).В общем случае пов-ная сила действующая на площадку ∆S в движении потока жид-ти направлена под углом к этой площадке.(рис 2)

∆Fn-сила давления∆F τ-сила трения∆Fn/∆S=P -нормальное напряжение дейст-щие на участке ∆S∆F τ/ ∆S=τ -касательные напряженияP=Lim ∆Fn/∆S τ=Lim ∆F τ/ ∆S

∆S →0 ∆S → (в точке)Нормальное напряжение называется давление. Если жид-ть находиться в покое то давление называется гидростатическим

1Па=Н/м*2 1бар=0,1МПа 1атм=0,101МпаИзмеряется манометром.

Методы измерения давления

Простейшим прибором для измерения величины избыточного давления явл-ся пьезометр. Представляет собой вертикальную стеклянную трубку верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединен к месту где измеряется давление Рис5 P=Pатм+ρgHp Pизг=P-Pатм= ρgHp Hp=P/ρgHp-пьезометрическая высота. Часто давление в жидкостях, газах выражают в виде соответствующих этому давлению пьезометрической высоты.p=1атм=10 метров водяного столба. Для измерения давления более 0,2-0,3 мПа применяют мех-кие манометры. Это пружинные или мембранные манометры принцип их действия зависит от деформаций пружин под действием давления. Часто применяют манометры основанные на принципе трубки Бурдона Рис 6.В виду разности площадей периферийной и внутренней пов-тей кольца трубки сила действующая на периферийную пов-ть больше и под ее действием трубка разгибается.

Наряду с мех-ми применяют электрические в них в качестве чувствительного элемента используют мембрану которая через передаточный механизм соединена с потенциометром включенным в сеть. Более точно можно измерить давление с помощью кварцевых датчиков в которых используется пьезокерамический эффект.

Силы давления жид-ти на поверхность стенок.

На плоскую поверхность. Используя основное Ур-ние гидростатики определить полную силу давления жид-ти на плоскую стенку прямоугольной формы.Рис9. P=P0+ρgh F=ва P0+ρg(h/2) ва= (P0+0.5 ρgh)S=PcS

Т.о. полная сила давления жид-ти на плоскую стенку равно произведению площади стенки на гидростатическое давление действующее в центре тяжести этой площадиюТочка приложения находиться ниже центра тяжести.

Сила давления жид-ти на криволинейные стенки.

Возьмем цилиндрическую пов-ть ав с образующей перпендикулярной плоскости чертежа и определим силу давления жид-ти на эту стенку для двух случаев а) жид-ть расположена сверху б) жид-ть расположена снизу Рис10.

А) Условие равновесия в вертикальном направлении заключается- Fв=P0Sсд+Fg где Sсд- проекция площади АВ на горизонтальную плоскость

Fg=mg Fr=PcSве F=√( Fв Fв+ Fr Fr).Б)Когда жид-ть расположена снизу гидростатическое давление во всех точках пов-ти АВ имеет те же значения что и в первом случае но направление его будет противоположным . Силы Fr и Fв определяют те ми же формулами но с обратным знаком. При этом под величиной Fgследует понимать так же как и в первом случае вес жид-ти в объеме АВСД хотя этот объем и не заполнен жид-тью.