Пьезометрические висота і гідростатичний напір

Пьезометрические висота, рівна. являє собою висоту стовпа рідини, яка відповідає певному тиску p (абсолютного або надлишкового).

Пьезометрические висоту, відповідну надлишкового тиску, можна спостерігати в так званому пьезометр - найпростішому пристрої для вимірювання тиску. П'єзометр є вертикальною скляну трубку, верхній кінець якої відкритий в атмосферу, а нижній приєднаний до того обсягу рідини, де вимірюється тиск

Гідростатичний напір H - це енергетична характе-ри-стіки спочиває рідини. Напір вимірюється в метрах за висотою (вертикалі).

Гідростатичний напір H складається з двох величин (рис. 6):

де z - геометричний напір або висота точки над нульовою горизонтальною площиною відліку напору О-О; hp - пьезо-метричний напір (висота).

Гідростатичний напір H характеризує потенційну енергію жид-кістки (її енергію спокою).

Надмірний тиск (манометричний) є ра-з-ність між повним і атмосферним тиском.

Абсолютний тиск Це загальний тиск, що вимірюється шляхом ділення одиниці площі на одиницю площі, що викликається рідиною. Воно дорівнює сумі атмосферного і манометричного тиску

Епюри гідростатичного тиску. Закон Паскаля.

Епюра тиску рідини ¾ це графічне зображення рас-пре-ділі-ня тиску рідини по твердій поверхні, дотичної з нею. Приклади епюр для плоских і кри-волінейних поверхонь при-ведені на рис. 3 і 4. Стрілками на епюрі по-показувала напрямок дії тиску (вірніше, напрямок нор-мальних напружень, метушні-кающих від дії тиску, так як по 2-му властивості тиск скалярно). Величина стрілки (ордината) відкладається в масштабі і кількісно по-показувала величину тиску.

Епюри тиску служать вихідними даними для проведення розрахунків на міцність і стійкість конструкцій, взаємодіючих з рідинно-ня: стінок пла-ва-них басейнів, баків, резервуарів, цистерн. Рас-чёти ведуться мето-дами опору матеріалів та будівельної меха-ники.

У більшості випадків будують епюри надлишкового тиску замість по-л-ного. а атмосферний не враховують через його взаємного погашення з того чи іншого боку огороджувальної конструкції. При побудові таких епюр для плоских і криволінійних поверхонь

Закон Паскаля звучить так: зовнішній тиск, прикладена до рідини, що знаходиться в замкнутому резервуарі, передається всередині рідини в усі її точки без зміни. На цьому законі заснована дія багатьох гід-равліче-ських пристроїв: гідродомкратів, гідропресів, гідроприводу ма-шин, гальмівних систем автомобілів.

Закон Архімеда. Основна властивість плавання тел

Закон Архімеда формулюється так [1]. на тіло, занурене в рідину (або газ), діє виштовхуюча сила, рівна вазі витісненої цим тілом рідини (або газу). Сила називається силою Архімеда:

де - щільність рідини (газу), - прискорення вільного падіння, а - обсяг зануреного тіла (або частина об'єму тіла, що знаходиться нижче поверхні). Якщо тіло плаваетна поверхні або рівномірно рухається вгору або вниз, то виштовхує сила (звана також Архімедова силою) дорівнює по модулю (і протилежна за напрямком) силі тяжіння, що діяла на витіснений тілом об'єм рідини (газу), і прикладена до центру тяжіння цього обсягу.

Види руху рідини

Перебіг рідини може бути несталим (нестаціонарним) або сталим (стаціонарним).

Несталий рух - таке, при якому в будь-якій точці потоку швидкість руху і тиск з плином часу змінюються, тобто w і P залежать не тільки від координат точки в потоці, але і від моменту часу, в який визначаються характеристики руху.

Прикладом несталого руху може бути витікання рідини з нужду судини, при якому рівень рідини в посудині поступово змінюється (зменшується) у міру витікання рідини.

Усталений рух - таке, при якому в будь-якій точці потоку швидкість руху і тиск з часом не змінюються, тобто w і P залежать тільки від координат точки в потоці, але не залежать від моменту часу, в який визначаються характеристики руху.

Приклад усталеного руху - витікання рідини з посудини з постійним рівнем, який не змінюється (залишається постійним) у міру витікання рідини.

Усталений рух поділяється на рівномірний і нерівномірний.

Рівномірний рух характеризується тим, що швидкості, форма і площа перетину потоку не змінюються по довжині потоку. Нерівномірний рух відрізняється зміною швидкостей, глибин, площ перетинів потоку по довжині потоку.

Перебіг рідини може бути напірним і безнапірним. Напірне протягом спостерігається в закритих руслах без вільної поверхні. Напірне протягом спостерігається в трубопроводах з підвищеним (зниженим тиском). Безнапірні - протягом з вільною поверхнею, яке спостерігається у відкритих руслах (річки, відкриті канали, лотки тощо).

Плавноізменяющееся рух.
«Плавноізменяющееся рух», характеризується наступними властивостями:
1) кривизна ліній струму в потоці дуже мала;
2) кут розбіжності між окремими цівками досить малий; в силу чого живі перетину струмків або потоку можна вважати плоскими.

Основні елементи потоку

Лінія струму - це елементарна цівка потоку, площа попе-річкового перетину якої нескінченно мала. Потік складається з пучка цівок (рис. 7, г).

Площа живого перетину потоку w (м2) - це площа попе-річкового перетину потоку, перпендикулярна лініям струму (див. Рис. 7, г).

Витрата потоку q (або Q) - це обсяг рідини V. проходить через живий перетин потоку в одиницю часу t:

Одиниці виміру витрати в СІ м3 / с. а в інших системах: м3 / год. м3 / добу, л / с.

Середня швидкість потоку v (м / с) - це частка від ділення ра-з-ходу потоку на площу живого перетину:

Звідси витрата можна висловити так:

Швидкості потоків води в мережах водопроводу та каналізаційну-ції будівель оби-чно близько 1 м / с.

Наступні два терміни відносяться до безнапірним потокам.

Змочений периметр c (м) - це частина периметра живого січі-ня потоку, де рідина стикається з твердими стінками. Наприклад, на рис. 7, в величиною c є довжина дуги кола, яка об-разует нижню частину живого перерізу потоку і стикається зі стінками труби.

Гідравлічний радіус R (м) - це відношення виду

яке застосовується в якості розрахункового параметра в формулах для без-напірних потоків.