як рівнодіюча елементарних сил повинна проходити через центр ваги (ц.т.) епюри тиску і бути спрямована нормально до розглянутої поверхні. Крапку програми рівнодіючої сили тиску називають центром тиску (ц.д.).
Відомо, що центр ваги трикутної фігури (рис. 3, а) лежить на відстані h/3 від основи; якщо ж епюра тиску зображена трапецією, то центр ваги її знаходиться на перетині медіани з лінією, що з'єднує продовження підстав (рис. 3, б).
а) б)
Рис. 3 Визначення центру тиску рідини на плоскі стінки. а - при трикутній епюрі тиску; б - при трапецендальной епюрі тиску.
Питання №3
Чим усталений рух відрізняється від несталого, усталене рівномірне від нерівномірного, напірне від безнапірного? Поняття гідравлічного радіусу.
Швидкості визначаються в окремих точках потоку - в залежності від глибини і тиску. Рух рідини може бути двох видів: усталене і несталий. При усталеному русі швидкість і тиск в будь-якій точці потоку залишаються постійними, тобто не змінюються в часі ні за величиною, ні за спрямуванням. Прикладом усталеного руху може служити витікання рідини з отвору в стінці судини при постійному натиску. При несталому русі швидкості частинок і тиск у кожній точці потоку змінюються з часом. Несталий рух спостерігається, наприклад, під час спорожнення резервуара, коли рівень рідини в ньому безперервно зменшується, отже, змінюється натиск.
Стале рух рідини розділяється на два види: рівномірне, при якому середня швидкість в перерізі і його площа по всій довжині потоку не змінюються; нерівномірне, коли має місце хоча б одне відхилення від прийнятих умов. Прикладом рівномірного руху може служити потік води в трубі постійного діаметра при постійній витраті. У разі нерівномірного руху можна виділити плавноізменяющееся рух, коли кут розбіжності між струмками й їх кривизна досить незначні, чим можна знехтувати і вважати живі перетину плоскими, а рух параллельноструйним, і резкоізменяющееся рух, коли кут розбіжності між струмками й їх кривизна настільки значні, що ними нехтувати не можна, наприклад, при русі рідини в насосі або при ударі струменя об перешкоду.
Напірний потік повністю обмежений по всьому периметру твердими стінками. У напірному потоці рідина рухається під тиском, який створюється насосом (напірним резервуаром), наприклад, у водопровідній трубі, пожежному рукаві.
безнапірний потік на відміну від напірного обмежений твердими стінками не по всьому поперечним перерізом, він має вільну поверхню (канал, річка). Рідина в безнапірному потоці переміщається тільки під дією сили тяжіння.
Живим перетином потоку називається його поперечний переріз? , Перпендикулярне напрямку руху. Площа живого перерізу напірних потоків у трубах і рукавах розраховується за формулою.
? =? r 2 =? d 2/4=0,785 d 2.
Змоченим периметром? називається лінія, по якій живий перетин потоку стикається з твердими, обмежують його стінками.
У водопровідній трубі він дорівнює:
? =2? r =? d
Відношення площі живого перерізу? до змоченій периметру? називається гідравлічним радіусом R:
R =? /?.
Необхідно відзначити, що для круглих живих перетинів гідравлічний радіус R НЕ дорівнює геометричному r, в цьому випадку R =? r 2/2? r=r/2=d/4.
Питання №4
Поясніть геометричний і фізичний зміст понять: геодезичний, п'єзометричний і гідравлічний ухили. У яких випадках п'єзометричний ухил змінює знак з позитивного на негативний? Чи може гідравлічний ухил змінювати свій знак вздовж потоку?
Рівняння Бернуллі графічно може бути представлено діаграмою, як і для ідеальної рідини, але з урахуванням величини втрат напору для реальної рідини. Очевидно, що для потоку (а в рівній мірі і для цівки) реальної рідини напірна лінія завжди наклонна - знижується за течією. Відрізки, укладені між напірними лініями для ідеальної рідини (лінія початкового напору) і для реальної, характеризують величину втрат енергії.
Втрати енергії рідини, що припадають на одиницю довжини шляху, називають гідравлічним ухилом. Розрізняють середній гідравлічний ухил і гідравлічний ухил в даному перетині.
Середній гідравлічний ухил між перетинами II і II-II дорівнює:
1-2=(z 1 + p 1 /? g + (? 1 V 2 1)/2g) - (z 2 + p 2 /? g + (? 2 V 2 2)/2g)
Гідравлічний ухил - величина безрозмірна.
Дійсний же ухил в кожному перетині буде величиною змінною. Щоб визначити ді...
