Гидростатика: основная формула гидростатики и силы давления

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 «МЭИ»

ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ______________________________________________    

Тема реферата:

«Гидростатика: основная формула гидростатики и силы давления»

Реферат №1 Гидростатика:

основная формула гидростатики и силы давления.

1. Дайте определение понятию «гидростатическое давление» и укажите его свойства.

Поверхностная сила в неподвижной жидкости называется силой гидростатического давления или просто гидростатическим давлением. Свойства гидростатического давления: гидростатическое давление в любой точке жидкой среды не зависит от ориентации нормали элементарной площадки ΔSn, проведенной через данную точку; гидростатическое давление не зависит от угла наклона площадки α в плоскости (x,y); гидростатическое давление является скалярной функцией координат и времени: .[pic 1]

1. Укажите условие возникновения кавитации.

Кавитация возникает при достижении в жидкости давления, равного давлению упругости насыщенных паров жидкости при данной ее температуре. После этого, жидкость не выдерживает растягивающих нормальный усилий.

1. Запишите основное уравнение гидростатики и назовите величины, входящие в него.

Основное уравнение гидростатики:

[pic 2]

где искомое давление;известное давление на свободной поверхности; плотность; ускорение свободного падения;  координата свободной поверхности; переменная координата, на которой определяется давление.[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

1. Ответьте, в каких случаях в основной формуле гидростатики используется знак плюс, а в каких — минус.

В основном уравнении гидростатики мы можем произвольно задавать параметр , то есть задать горизонтальную плоскость с одинаковым давлением . Поэтому, если измерять давление выше данной плоскости, необходимо ставить знак «–», так как давление с высотой убывает; если измерять давление ниже заданной плоскости, то ставится знак «+», так как давление увеличивается с уменьшением высоты.[pic 9][pic 10]

1. Дайте словесное и математическое определения абсолютному гидростатическому давлению.

Абсолютное гидростатическое давление – сумма давления, создаваемого внутри жидкости или газа, и атмосферного давления.

[pic 11]

        где  – абсолютное гидростатическое давление,  атмосферное давление.[pic 12][pic 13]

1. Дайте словесное и математическое определения избыточному и вакуумметрическому давлениям.

Избыток гидростатического давления над атмосферным называется избыточным давлением:

[pic 14]

Вакууметрическое давление – величина недостатка давления в жидкости до атмосферного:

.[pic 15]

1. Дайте определение понятию «пьезометрическая плоскость».

Горизонтальная плоскость, давление жидкости на уровне которой равно атмосферному, называется пьезометрической плоскостью. То есть избыточное давление на уровне пьезометрической поверхности равно нулю.

1. Дайте определение понятию «плоскость сравнения».

Плоскость сравнения – это плоскость, уровень которой сравнивается с уровнем плоскости пьезометрической поверхности, для определения пьезометрического напора, который равен разности высот данных плоскостей.  

1. Дайте словесное и математическое определения понятиям «пьезометрическая высота» и «вакуумметрическая высота».

Заглубление произвольной точки жидкости под пьезометрическую плоскость называется пьезометрической высотой в этой точке ():[pic 16]

[pic 17]

где  произвольная постоянная, которая одинакова для всего объема однородной жидкости и называется пьезометрическим напором; z – координата пьезометрической плоскости.[pic 18]