КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Архитектура- (3434) Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Война- (14632) Високи технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Древна литература и фантастика Култура, Изкуство, Култура, Изкуство, Култура, Изкуство, Образование, Наука и Образование, Списания, Художествена литература (373) Култура- (8427) Лингвистика- (374 ) Медицина- (12668 ) Naukovedenie- (506) Образование- (11852) Защита на труда- ( 3308) Педагогика- (5571) P Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Олимпиада- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Инструменти- ( 1369) Програмиране- (2801) Производство- (97182) Промишленост- (8706) Психология- (18388) Земеделие- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строителство- (4793) Търговия- (5050) Транспорт- (2929) Туризъм- (1568) Физика- (3942) ) Химия- (22929) Екология- (12095) Икономика- (9961) Електроника- (8441) Електротехника- (4623) Енергетика- (12629 )

Комуникационни кораби




Вижте също:
  1. Керамични и дипилонови съдове
  2. Ръчните пожарогасители са съдове с различен обем, пълни с пожарогасители и оборудвани с устройства за пръскане или пръскане на тези вещества в пожара. 1 страница
  3. Ръчните пожарогасители са съдове с различен обем, пълни с пожарогасители и оборудвани с устройства за пръскане или пръскане на тези вещества в пожара. 2 страница
  4. Комуникационни кораби
  5. Съдовете и нервите на епифизната жлеза.

В практическата си дейност човек често се сблъсква с проблеми на равновесието на течностите в комуникационните съдове, когато два съда А и В са взаимосвързани чрез твърд или гъвкав маркуч. Самите съдове и В) обикновено се наричат ​​колене. Този хидравличен елемент често се използва в различни хидравлични машини (хидравлични преси и др.), Хидравлични системи и хидравлична автоматизация, различни измервателни уреди и в някои други случаи. От природата Едно лице се е срещало с дългогодишни съобщаващи кораби от дълго време: големи комуникационни съдове са наситени с вода скални слоеве със система от кладенци, които играят ролята на отделни колене на естествената хидродинамична система.

В отворени съдове за комуникация, напълнени с хомогенна течност, свободното ниво на течността се поставя на едно и също ниво в двете завои. Ако две несмесими течности с различна плътност се изсипват в коленете на съдовете, свободните нива на течности в дясното и лявото колене се настройват на различни височини в зависимост от съотношението на плътността на течностите.

За типичния случай, показан на фигурата, пишем уравнението на равновесието на флуид спрямо нивото на разделяне на течностите.

или:

В затворени комуникационни съдове под налягане на свободната повърхност може да бъде лесно, тогава равновесното уравнение ще има следната форма:

2.6. Силата на налягането на течността върху плоска повърхност, потопена в течност

Съгласно основния закон за хидростатиката стойността на налягането p се определя от дълбочината на потапяне на точката под нивото на свободната повърхност h на флуида и стойността

плътност на течността p.

За хоризонтална повърхност налягането е еднакво във всички точки на тази повърхност, защото:

Оттук:

По този начин силата на налягането на течността върху хоризонтална повърхност (дъно на съда) е равна на продукта на площта на тази повърхност и на натиска в дълбочината на потапяне на тази повърхност. На фигурата е изобразен т.нар. "Хидравличен парадокс", тук магнитудите на силата на натиск върху дъното на всички съдове са еднакви, независимо от формата на стените на съдовете и тяхната физическа височина, защото Долните части на всички съдове са еднакви, стойностите на налягането са еднакви.

Силата на натиск върху наклонена повърхност, потопена в течност. Практически пример за такава повърхност може да служи като наклонена стена на съда. За изход,

За да изчислим и изчислим силата на натиск върху стената, ние избираме следната координатна система: оста OX е насочена по пресечната точка на равнината на свободната повърхност на течността с наклонената стена, а оста OZ е насочена по протежение на тази стена, перпендикулярна на оста OX. Тогава самата наклонена стена ще действа като координатна равнина XOZ . На равнината на стената изберете малка площ , които поради малкия размер могат да се считат за хоризонтални. Налягането в дълбочината на обекта ще бъде равно на:



където: h - дълбочината на зоните на потапяне по отношение на свободната повърхност на течността (вертикална).

мощност налягане dP на сайта:

За определяне на силата на натиск

Цялата овлажнена част на наклонената стена (частта на зоната на стената на съда, намираща се под свободната повърхност на течността) трябва да интегрира това уравнение по цялата овлажнена част на стенната зона S

интеграл е статичният момент на площ S по отношение на

Axis OX. Както е добре известно, то е равно на произведението на тази област от координатната система на центъра на тежестта z. След това най-накрая:

По този начин силата на натиск върху наклонена плоска повърхност, потопена в течност, е равна на намокрената площ на тази повърхност от количеството на налягането в центъра на тежестта на тази област. Силата на натиск върху плоската стена, в допълнение към нейната величина и посока, също се характеризира с точката на прилагане на тази сила, която се нарича център на натиск.

Центърът на натиска на силата на атмосферното налягане p 0 S ще бъде в центъра на тежестта на обекта, тъй като атмосферното налягане се предава на всички точки на течността по същия начин. Центърът на налягането на самата течност в мястото може да бъде определен въз основа на теоремата за момента на получената сила. Според тази теорема, моментът на резултата

сила спрямо оста OX ще бъде равна на сумата от моментите на компонентните сили по отношение на същата ос.

от къде

където: - разположението на центъра на свръхналягане върху вертикалната ос,

- момент на инерция на платформата S спрямо оста OX.

Оттук, центърът на налягането (точката на прилагане на произтичащата сила на свръхналягане) винаги се намира под центъра на тежестта на обекта. В случаи, при които външната сила, действаща върху свободната повърхност на течност, е силата на атмосферното налягане, две сили със същата величина и обратна по посока благодарение на атмосферното налягане (отвътре и отвън на стената) ще действат едновременно върху стената на съда. По тази причина реалната небалансирана сила остава силата на свръхналягането.

2.7. Сила на натиск върху криволинейна повърхност, потопена в течност Нека изберем криволинейна повърхност ABCD вътре в течността в покой , която може да бъде част от повърхността на определено тяло, потопено в течност. Изграждаме проекциите на тази повърхност върху координатните равнини. Тогава в координатната равнина XOZ проекцията на тази повърхност ще бъде плоска повърхност. в координати

самолети YOZ - плоска повърхност и в равнината на свободната повърхност

течности ( XOT координатна равнина ) - плоска повърхност , На кривина

малка площ dS , проекцията на която на координатите

самолети ще бъдат съответно , Силата на натиск върху извитата повърхност dP ще бъде насочена по протежение на вътрешната нормална към тази повърхност и може да бъде представена като:

Хоризонталните компоненти могат да бъдат определени като сили на натиск.

" - на проекцията малка площ dS на съответната

координиране на координатните равнини:

Интегрирайки тези уравнения, получаваме (както в случая на натиск върху наклонена повърхност):

Вертикалният компонент на силата на натиск:

^

Вторият интеграл в това равенство е обемът, образуван от разглежданата извита повърхност ABCD и нейната проекция върху свободната повърхност на течността. , Този обем се нарича тяло под налягане.

По този начин хоризонталните компоненти на силата на натиск върху извитата повърхност са равни на налягането върху вертикалните изпъкналости на тази повърхност и вертикалният компонент е равен на теглото на тялото под налягане и силата на външното налягане върху хоризонталната проекция на извитата повърхност.

Основните уравнения на хидростатиката се използват широко в практиката. Например, най-простите хидравлични машини могат да служат - хидравлична преса, изградена на принципа на комуникация на съдовете и хидравличен акумулатор.

Хидравличната преса се състои от два задвижващи цилиндъра (1) и работен (2) цилиндър.

обединени от тръбопровод и представлява система за съобщаване на плавателни съдове. В буталния цилиндър се придвижва бутало с малък диаметър d, в буталото има бутало с голям диаметър D. Връзката между буталото и работното бутало се осъществява Той се задвижва чрез работещ флуид, запълващ хидравличната система (свързващи съдове). Силата F през лоста се предава на работната течност.

Силата на натиск върху флуида под буталото P ] предава налягането на флуида р, което от своя страна се предава на всички точки на работното бутало.

Тогава силата на натиск върху повърхността на работното бутало ще бъде равна на "

По този начин, използвайки хидравлична преса, приложена към края на лоста

силата се увеличава време.

2.8. Твърдо равновесие в течност

Определете силата на натиск върху твърдо тяло, потопено в течност. На затворена криволинейна повърхност, която е повърхността на плътно тяло, потопено в нея

течността ще действа масови сили (в този случай, силата на гравитацията) и повърхността, силата на натиск върху повърхността на тялото. Помислете за действието на силите на натиск. Както е известно, хоризонталните компоненти на силата на натиск ще бъдат взаимно балансирани. Тъй като проекциите на тялото на XOZ координатната равнина от лявата и дясната му страна съвпадат; тогава координатите на центровете на тежестта на тези проекции съвпадат. Тогава проекцията на силите на натиск върху оста

OX ще бъде еднаква по магнитуд, но обратна по посока По същия начин можете да напишете за проекциите на силите на натиск върху оста OY (натиск върху проекцията на повърхности в координатната равнина YOZ), , Небалансирано ще бъде

само вертикални компоненти на силата на натиск, действащи върху горната и долната страна на повърхността на тялото.

Във вертикалните секции, изберете малки участъци от горната и долната половина на тялото. След това вертикалните компоненти на горната и долната платформа ще бъдат равни:

След интегриране над обема на тялото, ние намираме резултантните сили на натиск. Тя ще бъде равна на разликата в теглата на двете тела под налягане, ограничени от свободната повърхност на течността и горната и долната повърхности на тялото.

Получената сила на натиск се нарича плаваща сила, тази сила е насочена вертикално нагоре и е цифрово равна на теглото на течността в обема, изместен от тялото. Последната разпоредба се нарича законът на Архимед. Законът на Архимед често е формулиран по малко по-различен начин: "тялото, потопено в течност, губи в теглото си толкова, колкото и течността, която изхвърля".

Така, две сили действат върху тялото, потопено в течност:

телесно тегло и плаваемост

ако Тялото ще потъне.

ако Тялото ще плава до телесното тегло и величина

Плаваща сила, действаща върху потопената част на обема на тялото, не е балансирана.

ако Тялото ще бъде спряно в течност

т.е. плувайте във флуида на всяка определена дълбочина.

Защото тялото, плаващо на повърхността на течността, трябва следователно да бъде:

С други думи, степента на потапяне, плаващо на повърхността на тялото под нивото на течността, зависи от това отношението на плътността на тялото и течности:

Ако тялото е хомогенно, тогава точката на прилагане на силата на тежестта на тялото и точката на приложение на плаващата сила съвпадат. В случаите, когато тялото, плаващо по повърхността на течността, не е еднаква в състава си (кораб с товар) при условия на равновесие, точките на прилагане на силите, действащи върху тялото, се намират на различни места по прави вертикална линия. В такива случаи двойката сили действа върху тялото, плаващо в течност, от

чиито действия зависят от положението на тялото по отношение на течността.Тези плаващи тела могат да бъдат в стабилно и нестабилно състояние.Така тялото 1 е в равновесие под действието на двойка сили.Тормула 2 действа върху двойка сили, склонни да намалят ъгъла на петата свободната повърхност на течността) Такава позиция на плаващото тяло се нарича стабилна.На двойка сили действа върху тялото 3, с тенденция да увеличава ъгъла на наклона (завъртане на тялото), това положение на тялото се нарича нестабилна позиция

; t * 3. Елементи на кинематиката на течност

Кинематиката е част от механиката, която изучава движението на физическите тела като цяло, с изключение на източника на движение (силите). Това определение важи за кинематиката на флуидите като отделна секция на хидравликата. 3.1. Методи за изследване на движението на течности.

Течността е физическо тяло, състоящо се от безкрайно голям брой безкрайно малки частици. С висока степен на точност, ние можем да разгледаме течно тяло като непрекъсната среда, този модел ни позволява значително да опростим решаването на повечето хидравлични проблеми. Обаче не е необичайно нивото на изследване на движението на течно тяло да изисква задълбочено познаване на физическите процеси, протичащи в движеща се течност на молекулярно ниво. В такива случаи напълно удобен модел на непрекъснатост може да бъде неприемлив.

Въз основа на практиката на изучаване на хидравликата като приложна дисциплина, можем да споменем два метода за изучаване на движението на течностите: метода на Lagrange и метода на Ойлер.

Описанието на движението на флуида по метода на Lagrange се намалява до отчитане на положението на флуидните частици (в пълния смисъл на думата) по всяко време. Така че в началния момент частиците са в точки 1, 2, 3 и 4. След известно време те се преместват в точки: G, 2 ', 3' и 4 ', а това движение е придружено от промяна в обемите и формите на частиците (еластична деформация). Тогава може да се твърди, че частиците от течност при тяхното движение е свързано с три типа движения (транслация, ротация и деформация). За да се опише такова сложно движение на флуидите, е необходимо да се определят както траекторите на частиците, така и хидравличните характеристики на частиците (плътност р, температура Т и скорост u) като функция на времето и координатите.

Променливите a, b, c и / се наричат ​​Lagrange променливи. Проблемът се свежда до решаване на системи от частични диференциални уравнения за всеки

течна течност. Поради обемността и трудността на разтвора методът Lagrange може да се използва в случаи на подробно изследване на поведението само на отделни флуидни частици. Използването на този метод за инженерни изчисления не е рентабилно.

Същността на друг метод, методът на Ойлер, е, че движението на течност се заменя с промяна в скоростното поле. Полето за скорост се разбира като достатъчно голям набор от точки на безкрайно пространство, заемани от движеща се течност, когато на всяка точка от пространството във всеки момент от времето има частица течност с определена скорост (вектор на скоростта). Нека приписваме на фиксираните точки от пространството скоростта на частиците на течността, които са в тези точки в даден момент. Тъй като пространството е безкрайно и непрекъснато, имаме набор от данни за скоростите, достатъчно пълни, за да определим (определи) полето във всяка от неговите точки. Обикновено, носът с достатъчно точност може да се разглежда като непрекъснато.

Въпреки факта, че първоначалните условия за създаване на модел на движещ се флуид са доста сложни, методът Ойлер е много удобен за изчисления.

Изграждането на скоростното поле е следното:

В даден момент (например, до) ние произволно избираме необходимия брой точки, където са частиците на течността. Приписване на тяхната скорост към точките на фиксираното пространство (1, 2, 3, 4, 5 и 6) ще вземем "моментна снимка" на полето за скорост в избраната точка от време. Следващия път в същите избрани точки

неподвижно пространство ще има други флуидни частици, имащи различни скорости , С попълването

известна процедура за втори път, ние получаваме но нова "моментна снимка" на скоростното поле в момента , Сега, вместо да изследваме траекторията на флуидните частици

ние ще сравним скоростните полета. Тогава системата от уравнения приема формата:

Полето на скоростта на течност понякога се нарича хидродинамично поле по аналогия с електромагнитните, термичните и други полета. Това определение не противоречи на физическата страна на процеса на движение на течности. Анализиране на състоянието на хидродинамичното поле в различни точки във времето , може да се отбележи, че с течение на времето полето се е променило, въпреки че в някои точки 5 и 6 скоростите са останали постоянни Такова поле се нарича нестационарно хидродинамично поле. В конкретния случай, когато във всички точки на фиксираното пространство времето на предходните частици на течността се замени с други със същата скорост, полето на скоростта не се променя във времето. Такова хидродинамично поле се нарича стационарно. В съответствие с това се разграничават два вида движения на течността: равномерно състояние, когато скоростното поле е неподвижно и нестабилно, когато нестабилното хидродинамично поле.