Методика проведения работы

Перед проведением работы студенты должны изучить технику безопасности (Приложение В).

Закрыв вентиль 5 (см. рисунок 2.4) и придерживая заслонку 6 в закрытом состоянии с помощью рычага 8, включают насос 2 и заполняют резервуар 1 водой на высоту от 0,3 до 0,5 м. Затем выключают насос и устанавливают груз 9 на рычаг 8 на определенном расстоянии l_G от заслонки. Открывают вентиль 5 и фиксируют уровень жидкости (Н) в момент открывания заслонки. Для каждого плеча l_G опыт повторяется не менее трех раз. Среднее значение Н заносится в таблицу 2.1.

Во время открытия заслонки момент силы гидростатического давления M_F относительно оси 7 приблизительно равен моменту веса груза М_G относительно той же оси: M_F = M_G или

F × l_F = G × l_G, (2.5)

где F – сила гидростатического давления, Па;

l_F – плечо силы F, м;

G – вес груза (20 Н);

1_G – плечо груза G, м.

При Р_о = Р_а (резервуар открыт в атмосферу) сила гидростатического давления

F = (p_а + g × h_c) × S - p_a × S_o = p_a × (S – S_o) + g × h_c × S . (2.6)

Плечо силы F рассчитывается по формуле (см. рисунок 2.4):

, (2.7)

где ;

d – диаметр заслонки, м;

d_o – диаметр отверстия, м;

b₁ – расстояние от оси 7 закрепления заслонки до верхней кромки заслонки, м;

Полагая, что S » S_o, подставим найденные значения силы F и её плеча l_F в формулу (2.5), получим

, (2.8)

откуда найдем расчетное значение глубины погружения центра тяжести заслонки

. (2.9)

2.7 Обработка опытных данных

2.7.1 Находят опытную глубину погружения центра тяжести по формуле

,

где Н – высота жидкости в резервуаре в момент открывания заслонки, м.

2.7.2 По формуле (2.9) находят расчетное значение h_с и сравнивают его со значением, найденным из опытов.

2.7.3 Определяют гидростатическое давление по формуле (2.1) и силу гидростатического давления по формуле (2.6), приняв р_а » 10⁵ Па.

2.7.4 Определяют величину смещения центра давления относительно центра тяжести заслонки по формуле (2.3). Результаты вычислений вносят в таблицу 2.1.

2.7.5 Строят опытную и расчетную зависимости силы гидростатического давления от расчетной глубины погружения центра тяжести.

2.7.6 Строят эпюру гидростатического давления.

Таблица 2.1 – Опытные и расчетные данные

Наименование величины	Длина плеча lG , м
Высота столба воды Н, м
Глубина погружения центра тяжести из опыта ,м
Глубина погруже­ния центра тяжес­ти расчетная hc, м
Гидростатическое давление опытное р´, Па
Гидростатическое давление расчетное р, Па
Сила гидростатического давления опытная F´, H
Сила гидростатического давления расчетная F , H
Смещение центра давления относительно центра тя­жести е, м

2.8 Контрольные вопросы

1. Основные свойства жидкостей. Влияние температуры и давления на вязкость капельных жидкостей и газов.

2. В чем заключается и проявляется текучесть жидкости?

3. Понятие идеальной и реальной жидкости.

4. Понятие относительного и абсолютного покоя.

5. Какие силы действуют на жидкость, находящуюся в состоянии относительного покоя?

6. Что называется гидростатическим давлением? Свойства гидростатического давления.

7. Что называется силой гидростатического давления? Сила давления на дно и стенки сосуда.

8. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера.

9. Основное уравнение гидростатики. Энергетический смысл.

10. Закон Паскаля.

11. Геометрический и пьезометрический напор. Что называют полным гидростатическим напором?

12. Пневматическое измерение количества жидкости в резервуарах.

13. Принцип сообщающихся сосудов и его использование на практике.

14. Принцип работы гидравлических прессов.

15. Приборы для измерения давления.