Lab rab 4(1)

Министерство образования и науки Российской Федерации
Технический институт (филиал)
Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования
"Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова"
в г. Нерюнгри
Лабораторная работа № 1
по дисциплине "Гидрогазодинамика".
Тема: "Сила давления жидкости на плоскую поверхность".
Выполнил: Уваров А.О.
студент группы ПТ-12
Проверил: ст. преподаватель Шацева А.А.
Нерюнгри 2013
Цель работы:
1. Определение силы суммарного давления воды на плоскую стенку.
2. Расчет положения центра давления.
3. Построение эпюры давления и вычисления ее объема.
На рисунке 1 представлена схема установки, где a=95 мм, α=45º, mn=90 мм,
Рисунок 1 - Схема установки
Ход работы:
1. Определили опытным путем глубину H=470 мм
Находим глубину центра тяжести hc (1):
(1)
Сила давления жидкости на наклонную поверхность (крышку затвора) определяют по уравнению (2):
(2)
2. Расчет положения центра давления. Найдем yc - расстояние в плоскости стенки от центра тяжести до линии уреза (3):
(4)
Величина е называется эксцентриситетом гидрастатического давления. Она всегда больше нуля и равна нулю только при горизонтальном положении стенки. Следовательно, центр давления всегда расположен в горизонтальном положении стенки. Максимальному значению эксцентрисетета отвечает вертикальное расположение площади стенки.
Найдем эксцентриситетом гидрастатического давления по выражению (4):
(4)
Расчитаем глубину погружения центра давления (5):
(5)
3. Для построения построения эпюры давления найдем гидрастатическое давление на верхней кромке крышки в точке b (6) и на нижней кромке в точке n (7) (Рисунок 1):
(6)
(7)
В пространстве эпюра давления будет представлять собой призму, имеющую в основании трапецию. Объем её (8):
(8)
Представим эпюру давления на рисунке 2.
Рисунок 2 - Эпюра давления
Вывод: сила давления на плоскую поверхность представляет собой равнодействующую всех единичных сил на эту поверхность. Сила давления на плоскую поверхность не зависит от угла наклона поверхности стенки к горизонту в условиях неизменной глубины погружения ее центра тяжести.
5