Файл: Индивидуальный планграфик, список литературы и интернетисточников, некоторые теоретические выкладки.docx

Министерство НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОСсийской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»


Инженерная школа информационных технологий и робототехники

Отделение автоматизации и робототехники
15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств

Индивидуальный план-график, список литературы и интернет-источников, некоторые теоретические выкладки
Индивидуальное домашнее задание
Вариант – 12
по дисциплине:

УИРС «Автоматизация технологических процессов и производств (в нефтегазовой отрасли)». Часть 1 / ДО 2018 (15.03.04)

Исполнитель:
студент группы	Д-8Т81/12		Кириченко Константин Сергеевич		28.10.2020
Руководитель:
преподаватель			Семенов Николай Михайлович

Томск - 2020

Задание ИДЗ (вариант 12)

---

1. 
   Сосуд и трубка заполнены одной и той же жидкостью (рисунок 1). Определить, как изменится уровень жидкости в сосуде при открывании крана А, крана В, крана С, крана D?
   

Рисунок 1 – Сосуд и трубка

2. 
   Составить на языке программирования высокого уровня (Паскаль, Си, Бейсик…) программу, позволяющую проводить расчёт давления на дно сосуда заполненного водой на высоту h.
   

Индивидуальный план-график

Индивидуальный план-график представлен в таблице 1.

Таблица 1 – План-график работы

№ п/п	Этапы выполнения ИДЗ	Сроки выполнения
1	Выбор задания (в соответствии с вариантом) и ознакомление с ним	Октябрь 2020
2	Составление индивидуального плана-графика работы	Октябрь 2020
3	Сбор, обработка и систематизация литературы и интернет-источников	Октябрь 2020
4	Составление кратких теоретических выкладок (текст и формулы), необходимых для выполнения работы	Октябрь 2020
5	Подробное решение и оформление физической задачи	Октябрь 2020 – Ноябрь 2020
6	Разработка и тестирование компьютерной программы	Октябрь 2020 – Ноябрь 2020
7	Оформление и сдача итогового отчета	Октябрь 2020 – Ноябрь 2020
8	Исправление замечаний в отчёте, полученных от преподавателя	Октябрь 2020 – Ноябрь 2020
9	Подготовка и видеозапись презентации	Ноябрь 2020
10	Защита работы	Ноябрь 2020

Список литературы и интернет-источников

1. 
   Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики: в 3-х т. Том 1. Механика. Теплота. Молекулярная физика. – М.: Физматлит, 2010. – 612 с.
   
2. 
   Савельев И.В. Курс общей физики: учебное пособие: в 3 т. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – 10-е изд. – СПб.: Лань, 2008.– 432 с.
   
3. 
   Перминов О.Н. Программирование на языке Паскаль – М.: Радио и связь, 1988.
   
4. 
   https://codernet.ru/books/pascal/sovremennoe_programmirovanie_s_nulya/ − электронный учебник «Современное программирование с нуля».
   

---

Некоторые теоретические выкладки

Давление жидкости во всех точках горизонтальной плоскости одно и то же, но возрастает при переходе от одной горизонтальной плоскости к другой, расположенной ниже. Горизонтальные плоскости – это поверхности равного давления, их иногда называют ещё поверхностями уровня [1].

По закону Паскаля давление, создаваемое поверхностными силами, передаётся без изменения в каждую точку жидкости. Это означает: если на свободную поверхность жидкости действует атмосферное давление , оно действует в каждой точке этой жидкости.

В этой формулировке закон Паскаля остаётся верным и для общего случая, то есть для случая, когда мы учитываем также силу тяжести. Если сила тяжести создаёт внутри покоящейся жидкости определённое давление (вообще говоря, различное в разных точках), то приложенные поверхностные силы увеличивают давление в каждой точке жидкости на одну и ту же величину.

Рассмотрим равновесие жидкости с учётом действия силы тяжести [2]. Выделим мысленно вертикальный цилиндр сечением и высотой и рассмотрим условие его равновесия вдоль вертикали (рисунок 2). Пусть на уровне верхней грани цилиндра давление равно , а на уровне нижней грани . Силы давления, действующие на боковую поверхность, дают вдоль вертикали проекцию, равную нулю.

Следовательно, вдоль вертикали действуют только три силы:

• 
  – сила давления на верхнее основание, направлена вниз;
  
• 
  – сила давления на нижнее основание, направлена вверх;
  
• 
  – сила тяжести, действующая на жидкость в объёме цилиндра, направлена вниз.
  

Рисунок 2 – К расчёту давления столба жидкости

Если высота цилиндра , то его объём равен

---

, масса жидкости в нём и вес жидкости соответственно будет равен:

,

где – плотность жидкости;

– ускорение свободного падения.

Условие равновесия цилиндра выразится уравнением:

,

откуда получаем

,

.

Для однородной несжимаемой жидкости и сокращения на после интегрирования получим:

.

Величина равна весу столба жидкости высоты с поперечным сечением, равным единице. Таким образом, полученная формула говорит о том, что разность давлений в двух точках жидкости равна весу столба жидкости с площадью, равной единице, и с высотой , равной разности глубин погружения точек.

Давление, вызванное силой тяжести, действующей на жидкость, называют гидростатическим давлением.

Давление на дно сосуда, заполненного водой на высоту с учётом атмосферного давления на его свободную поверхность, будет составлять:

.

Программа для задачи 2 будет разрабатываться на языке программирования высокого уровня Паскаль. Давление на дно сосуда, заполненного водой на высоту h, в программе будет вычисляться по двум формулам:

• 
  гидростатического давления на дно сосуда, заполненного водой на высоту : ;
  
• 
  с учётом атмосферного давления на свободную поверхность жидкости: .
  

---