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 Рп.
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.
Рассмотрим два характерных случая относительного покоя жидкости:
а) в сосуде, движущемся прямолинейно и равноускоренно;
б) в сосуде, равномерно вращающемся вокруг вертикальной оси.
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.
Т.к. поперечное сечение грубы симметрично относительно её оси, достаточно рассмотреть разрывающее усилие Q в какой - то одной плоскости.
Разрывающее усилие будет равно силе давления на полуцилиндрическую поверхность, а точки давлению на проекцию этой поверхности на плоскость. нормальную к направлению разрывающего усилия, т.е.: Q=PDL;
Так
как, разрыв стенок трубы возможен по
двум сечениям 1 - 1 и 2 - 2. площадь сечения,
по которому возможен разрыв, будет
где
-
толщина
стенки трубы.
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
Определим теперь толщину стенок сосуда из условий сопротивления разрывающему усилию, направленному вдоль оси сосуда. Разрывающее усилие Q в этом случае определяется умножением гидростатического давления Р в сосуде у его крышки или днища на проекцию поверхности этой крышки на плоскость нормальную коси сосуда.
Необходимо принимать во внимание неизбежность коррозии и требования технологии процесса клепки, получаемую расчетом, толщину стенок еще несколько увеличивают на так называемый производственный припуск =1-3 мм.