Методические указания к решению задачи № 2

Задача заключается в нахождении силы гидростатического давления на плоскую стенку, а также в определении точки ее приложения. Сила гидростатического давленияР определяется:

F= Рс • S,

где Рс —давление в центре тяжести затвора, Па;

S — площадь затвора, м2.

Сила F прикладывается в центре давления, положение которого определяется по таблице 10, стр. 42 (1). Для прямоугольника центр давления находится на глубине 2/3 его высоты.

Для задачи вариантов 1 —10 на затвор действуют две силы, направленные навстречу друг другу: сила давления столба воды высотойh1, и сила давления столба воды высотой h2. Так как они направлены в разные стороны по одной линии, их нужно сложить, учитывая их знаки.

Для нахождения центра давления равнодействующей необходимо составить уравнение моментов всех сил, составляющих и равнодействующей, относительно оси, вокруг которой может вращаться затвор.

Ось выбирается произвольно(A-A, O-O). Длина плеч составляющих сил известна (табл. 10 стр. 42 (1)). Длину плеча равнодействующей необходимо найти. Это и будет искомой величиной центра давления.

Задачи вариантов 11 —20 решаются подобно задачам вариантов 1 — 10.

Необходимо учесть, что горизонтальная ось О делит квадратный затвор на 2 части. На обе из этих частей действует сила гидростатического давления. Сила, приложенная к верхней части затвора стремится вращать затвор по часовой стрелка Сила, приложенная к нижней части затвора вращает затвор против часовой стрелки.

Для этой задачи длины плеч всех сил известны. Поэтому из уравнения моментов определяется искомая сила.

Для правильного решения задач вариантов 21 — 30 нужно правильно найти точку приложения гидростатического давления. Уравнение моментов составляется для двух сил: известной силы Р и силы гидростатического давления. При определении силы гидростатического давления используется площадь затвора, для определения которой используется неизвестная величина ширины затвора.

Методические указания к решению задачи № 2 - student2.ru Задача № 3

Варианты Дано
R, м h, м Р м , аm Р о, аm ℓ, м
4,2 2,4    
5,8 2,5    
3,8 5,6 2,6    
3,6 5,5 2,8    
3,4 5,2    
3,2 3,2    
4,8 3,4    
4,4 6,2 2,2    
4,6 6,5 2,4    
   
1,2   0,5  
  0,4   2,5
0,8   0,3   2,5
0,6   0,2   2,4
1,4   0,15   3,2
1,3   0,2   3,4
1,5   0,3   3,5
0,7   0,4   2,8
1,6   0,5   3,6
1,8   0,6  
0,3   0,04  
0,2 2,5   0,03  
0,4 2,2   0,02  
0,5 2,8   0,025  
0,6   0,035  
0,8 1,8   0,04  
  0,045  
1,2 2,4   0,05  
1,4 1,6   0,06  
1,5 2,7   0,07  


Вариант 1-10

Сферический газгольдер радиусом R при испытании заполнен водой и при помощи насоса в нем создано избыточное давление.

Манометр, установленный возле насоса показывает давление Рм (труба от газгольдера к насосу заполнена водой). Точка подключения манометра находится на h м ниже центра резервуара.

Вычислить усилия, разрывающие газгольдер по горизонтальному и вертикальному диаметральным сечениям.

Методические указания к решению задачи № 2 - student2.ru

Вариант 11-20

Горизонтальный цилиндрический резервуар, днища которого представляют собой полусферы радиусом R, заполнен водой под давлением. Манометр показывает избыточное давление Рм. Вычислить усилия, разрывающие резервуар по сечению А—А, и усилия, отрывающие днища резервуара (сечение Б —Б).

Методические указания к решению задачи № 2 - student2.ru

Вариант 21-30

Смотровой люк, устроенный в боковой стенке бензорезервуара, перекрывается полусферической крышкой радиусом R.

Определить отрывающее и сдвигающее усилия, воспринимаемые болтами крышки, если уровень бензина над центром отверстия h,а манометрическое давление паров бензина Ро. Плотность бензина ρ=700 кг/м3

Наши рекомендации