Файл: Учебное пособие по решению задач Допущено Учебно методическим объединением вузов Российской Федерации по высшему.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 609
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Суммарныймоментвсехсилотносительноосиповоротаравен нулю.
Для определения силы R используем условие 2. На Рис. 10 представлены расчетные схемы для двух случаев – система действующих сил приведена к од- ной равнодействующей F (схема «а»), и система сил не приведена к равнодей- ствующей (схема «б»). Разумеется, ответ должен получиться один и тот же.
Определение силы R
“a” “b”
о
A сь вращения a
x
F b
R
A
F0
Fж
Fат
ось вращения
abR
Рис. 10
К определению силы Rдвумя способами
Уравнение равновесия (неподвижности) крышки для схемы «а»:
F х-R(a+b)=0.
Откуда:
R=F х/(a+b).
Величины F и хопределены ранее (выражения (12) и (13).
Уравнение равновесия (неподвижности) крышки для схемы «b»:
F0 а + Fж (а+) – Fат а - R(a+b)=0.
Откуда:
R= (F0 а+Fж (а+)–Fат а)/ (a+b).
Величины F0, Fж, Fати определены ранее.
Определение силы, отрывающей болты крышки 2
-
F0+ Fж– Fат= F2- суммарная
H
болты
p0
F0
FжFат
pv
смоченная площадь
сила, действующая на крышку.
-
F0 =р0 s -сила внешнего давле- ния, р0передается через жид- кость на крышку по закону Пас- каля. -
Fат= ратs - сила атмосферного давления. -
Fж=gHs-сила весового дав-
Rб-сила реакции болтов
ления жидкости.
Рис. 11
Определение силы реакции болтов
Все силы приложены в центре тяжести - крышка горизонтальная. Условие равновесия крышки:
Rб= F2.
РАЗДЕЛ4
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ГИДРОСТАТИКЕ Контрольное задание включает три задачи. Номер контрольного задания выдается преподавателем и состоит из двух цифр. Выбор варианта производит- ся по последней цифре номера, а численных данных – по предпоследней цифре номера контрольного задания. Например, вариант 6.8 означает, что студент должен выполнить задачи 8, 18, 28 и в каждой задаче выбрать из таблицы чис- ленные данные по варианту 6.
Таблица вариантов
| Вариант | Номера задач |
| 0 | 10, 20, 30 |
| 1 | 1, 11, 21 |
| 2 | 2, 12, 22 |
| 3 | 3, 13, 23 |
| 4 | 4, 14, 24 |
| 5 | 5, 15, 25 |
| 6 | 6, 16, 26 |
| 7 | 7, 17, 27 |
| 8 | 8, 18, 28 |
| 9 | 9, 19, 29 |
В условиях задач могут быть не указаны физические свойства жидкости или некоторые другие параметры, которые выбираются из таблиц в Приложе- ниях.
Методикарешениявсех задач, по существу, сводится к следующему.
-
Записать уравнение или систему уравнений, выражающих условия равно- весия самой жидкости и твердых тел, находящихся в жидкости под силовым воздействием. -
Решить полученную систему уравнений относительно неизвестной вели- чины.
Все задачи решаются до конца в общем виде. Далее подставляются ис- ходные данные в системе СИ и производятся вычисления с точностью до трех значащих цифр. Результат записывается в виде степени числа 10. Например,
вычисляется давление и на калькуляторе получено число: 124576 Па. Результат нужно записать в виде:
р= 1,25105Па =0,125МПа.
Задача 1
Для слива жидкости из хранилища имеется прямоугольный патрубок с размерами a b, закрытый крышкой. Крышка установлена под углом к гори- зонту и может поворачиваться вокруг оси A. Уровень жидкости равен H.
Над поверхностью жидкости находится газ, давление которого может быть больше атмосферного (тогда показание мановакуумметра равно рм0) или меньше атмосферного (тогда показание мановакуумметра равно рv0). Внутри патрубка жидкости нет и на крышку действует атмосферное давление.
Определить силу T натяжения троса, необходимую для открытия крыш- ки. Вес крышки не учитывать. Температура жидкости равна t.
рм0, (рv0)
TСхема действующих сил
рv a b
ось вращения
Рисунок к задачам 1, 2, 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 25
Указания
-
Используйте Приложение 1 для определения плотности жидкости, а Приложение 2 –для определения момента инерции прямоугольника. -
Cилы, действующие на крышку: F0-сила внешнего давления; Fж- сила весового давления; Fат–сила атмосферного давления. T- на- тяжение троса. -
МА = 0 –условие равновесия крышки, из которого определяется сила T. -
При определении величины и точки приложения силы весового давления жидкости Fжобратите внимание, что в формуле (7) вели- на hc– расстояние по вертикали от центра тяжести площади sдо
поверхности жидкости, а lcв формуле (9) для определения величи- ны -расстояние по контуру стенки. lc= hc/Sin.
Таблица исходных данных
| Вари- ант | Темп-ра, t С | H, м | а, м | b, м | Угол , | рм0, кПа | Рv0, кПа | Жидкость |
| 0 | 20 | 3,0 | 0,2 | 0,3 | 30 | 10 | - | нефть |
| 1 | 25 | 2,0 | 0,1 | 0,2 | 45 | - | 15 | бензин |
| 2 | 30 | 4,0 | 0,3 | 0,3 | 60 | 20 | - | керосин |
| 3 | 10 | 2,5 | 0,15 | 0,1 | 30 | - | 0 | диз.топливо |
| 4 | 15 | 3,5 | 0,2 | 0,2 | 60 | 25 | - | нефть |
| 5 | 5 | 3,2 | 0,15 | 0,2 | 45 | - | 20 | бензин |
| 6 | 20 | 3,5 | 0,25 | 0,3 | 45 | 40 | - | керосин |
| 7 | 35 | 4,5 | 0,25 | 0,1 | 30 | - | 30 | диз.топливо |
| 8 | 10 | 3,0 | 0,3 | 0,15 | 60 | 10 | - | нефть |
| 9 | 10 | 2,8 | 0,4 | 0,2 | 30 | - | 15 | бензин |