КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Основные расчетные зависимости и методика расчета. Расчет заключается в определении величины силы давления и точки ее приложения.Расчет заключается в определении величины силы давления и точки ее приложения. Плоские поверхности. Решение может быть выполнено аналитическим и графо-аналитическим способами. При аналитическом решении величина силы давления на плоскую поверхность определяется по формуле:
Где рс – давление в центре тяжести рассматриваемой фигуры; w - площадь смоченной поверхности фигуры. Следует найти положение и глубину hс погружения центра тяжести затвора и по основному уравнению гидростатики (1.1) определить рс. Заглубление точки приложения силы давления
Где hс – глубина погружения центра тяжести площади w; J0 – центральный момент инерции площади w. Координаты центра тяжести плоских фигур и моменты инерции J0 приведены в литературе /3, 5, 7/. Отсчет глубин hс и hд от уровня свободной поверхности. При графо-аналитическом решении задачи по расчетным данным в принятых масштабах длины и давления строится эпюра давления на рассматриваемую поверхность. Величина силы давления будет численно равна объему эпюры. Линия действия силы проходит центр тяжести эпюры. В случае двухстороннего воздействия среды на плоскую поверхность следует определить силы давления слева и справа, их равнодействующую и точку ее приложения. Для определения точки приложения равнодействующей силы составляется уравнение моментов сил. Для криволинейной поверхности расчет выполняется в следующей последовательности: 1) Определяют горизонтальную составляющую силы давления:
где рс – давление в центре тяжести вертикальной проекции криволинейной поверхности; ω – площадь этой проекции; Рассматриваемая криволинейная поверхность проектируется на вертикальную плоскость, находится центр тяжести полученной проекции (точка С) и давление рс. В зависимости от условия задачи расчет Рх ведется по абсолютному или избыточному давлению. Точка приложения силы Рх, как и в случае плоской поверхности, находится с использованием формулы (2.2). Величина силы Рх и положение центра давления могут быть найдены графо-аналитическим способом построением эпюры давления. 2) Определяют вертикальную составляющую силы давления: Рz = γWт.д., где γ – удельный вес жидкости; Wт.д. – объем тела давления. Построение тела давления подробно рассмотрено в учебной литературе /1, 2, 5/. В случае цилиндрической поверхности его объем найдется как произведение площади поперечного сечения тела давления Sт.д. на ширину поверхности b, т.е. Wт.д. = Sт.д.b. Вертикальная составляющая силы давления Рz проходит через центр тяжести объема Wт.д. Если объем тела давления заполнен жидкостью, Рz, положительна и направлена вниз; если объем тела давления не заполнен жидкостью (фиктивное тело давления), Рz отрицательна и направлена вверх. Удобно найти центр тяжести тела давления графическим способом. Для этого тело давления разбивают на ряд горизонтальных и вертикальных полос, находят их центры тяжести и соединяют полученные точки плавными линиями. В точке пересечения линий и будет расположен центр тяжести объема Wт.д. 3) Определяют равнодействующую силу и точку ее приложения. Величина силы: Р = √ (2.5) Направление силы (по углу φ): (2.6) Координаты точки приложения силы можно определить из уравнения окружности х2 + z2 = r2. Для графического определения координат x и z необходимо с учетом принятого масштаба построений изобразить на рисунке эпюру давления на вертикальную проекцию криволинейной поверхности и тело давления, показать силы Рх и Рz, на линиях действия этих сил построить параллелограмм и найти равнодействующую силу Р. Для точки пересечения линии действия силы с криволинейной поверхностью найти координаты х и z.
|