Главная Обратная связь

Дисциплины:






Основы гидростатики



 

Гидростатика — раздел гидравлики, изучающий законы рав­новесия в покоящейся жидкости. Гидростатика рассматривает жид­кость и погруженные в нее тела в состоянии покоя. Жидкость, находящаяся в покое, подвергается действию внешних сил двух категорий: массовых (объемных) и поверхностных. К массовым

относятся силы, пропорциональные массе жидкости (сила тяже­сти, сила инерции), к поверхностным — силы, распределенные по поверхности, т.е. давление. Под действием внешних сил в каж­дой точке жидкости возникают внутренние силы, характеризую­щие ее напряженное состояние.

Рассмотрим некоторый объем покоящейся жидкости. Мыслен­но разделим этот объем на две части произвольной плоскостью и отбросим верхнюю часть. Для сохранения равновесия нижней ча­сти к плоскости необходимо приложить силы, заменяющие дей­ствие верхней части объема жидкости на нижнюю.

Гидростатическое давление измеряется в единицах силы, де­ленных на единицу площади. В системе СИ за единицу давления принят паскаль — равномерно распределенное давление, при ко­тором на площадь 1 м2 действует сила 1 Н.

Гидростатическое давление обладает двумя свойствами:

• гидростатическое давление всегда направлено по внутренней нормали к площадке, на которую оно действует;

• гидростатическое давление в любой точке жидкости действу­ет одинаково по всем направлениям, т.е. не зависит от угла на­клона площадки, на которую оно действует.

Поверхностью равного давления или поверхностью уровня на­зывают поверхность, во всех точках которой гидростатическое давление имеет одинаковое значение (на границе раздела жидко­сти с газом эту поверхность называют свободной).

Возможны три характерных положения свободной поверхно­сти жидкости, находящейся под действием силы тяжести и силы инерции.

1. Если покоящаяся жидкость находится под действием только силы тяжести, то свободная поверхность жидкости представляет собой горизонтальную плоскость.

2. Если жидкость заключена в цистерне, которая движется пря­молинейно с постоянным ускорением, то она находится в отно­сительном покое, т.е. не перемещается относительно цистерны.

3. Если жидкость заключена в сосуде, который вращается вок­руг вертикальной оси с постоянной угловой скоростью, то она находится в относительном покое.

Закон Паскаля гласит: давление, приложенное к свободной по­верхности жидкости, передается во все ее точки без изменения. Из него следует, что сила давления на площадку внутри жидко­сти пропорциональна площади этой площадки.

Абсолютное, или полное, гидростатическое давление состоит из внешнего давления на свободную поверхность жидкости и ма­нометрического (избыточного) давления, которое создает слой воды над рассматриваемой точкой. В открытом сосуде на свобод­ную поверхность жидкости действует атмосферное или баромет­рическое (зависящее от высоты над уровнем моря) давление.

Вакуум — это газовая среда, имеющая давление ниже атмос­ферного.

Для измерения давления применяют манометры и вакуумметры.

В основу принципа действия многих гидравлических машин положены законы гидростатики. Одним из наиболее широко при­меняемых в технике является закон Паскаля. Например, гидрав­лические прессы и гидравлические домкраты представляют собой конструкции из сообщающихся сосудов, в которых установлены поршни. Сила, приложенная к одному поршню, через гидроста­тическое давление передается другому поршню, причем в про­порциональной зависимости от их площадей.

 





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...