Гидрогазодинамика

ВВЕДЕНИЕ

Гидравлика – это наука, изучающая законы равновесия и механического движения жидкостей и разрабатывающая методы применения этих законов для решения прикладных задач. Главнейшие области применения гидравлики – гидротехника, мелиорация и водное хозяйство, гидроэнергетика, водоснабжение и канализация, водный транспорт, машиностроение, авиация и т. д.

 Гидравлику разделяют на гидростатику, изучающую законы равновесия жидкостей, и гидродинамику, изучающую законы движения жидкостей.

Практическое применение гидравлики весьма обширно. Трудно назвать какую-либо область технических знаний или инженерной деятельности, в которой не применялись бы её законы.

Данная  работа выполняется с целью закрепления знаний, полученных при самостоятельном изучении дисциплины «Гидравлика», и приобретения практического применения этих знаний для решения инженерных задач.

Задачa 1.2.

На поршень одного из сообщающихся сосудов, наполненных водой, действует сил а Р1. Какую силу Р2нужно приложить ко  второму поршню, чтобы уровень воды под ним был hвыше уровня воды под первым поршнем? Диаметр первого поршня d1, второго d2.[pic 1]

Рисунок 1 – Сосуды с водой

Решение:

Для решения следует воспользоваться основным уравнением гидростатики

р = р0 +ρgh,

где   р0- внешнее (поверхностное) давление;

 ρ- плотность жидкости;

h- глубина погружения точки, в которой определяется давление p.

Для определение давления необходимо воспользоваться соотношением:

.[pic 2]

Т.К. р1=р2, то для второго сосуда основное уравнение гидростатики:

Р1=р2+[pic 3]

Найдем гидростатическое давление на первый сосуд:

[pic 4]

Гидростатическое давление на второй сосуд определяется по формуле

[pic 5]

Выразим из уравнения силу :[pic 6]

[pic 7]

Подставим значения и найдем силу :[pic 8]

[pic 9]

Ответ : F2= 1907,6 Н.

Задача 2.2

Квадратное отверстие со стороной, а в наклонной стенке резервуара с водой закрыто поворотным щитом. Определить натяжение каната Т, если известны b, H,α1 = α2.

Таблица 2 – Исходные данные задачи 2.2

[pic 10]

Рисунок 2 – Резервуар с водой

Сумма моментов всех сил:

[pic 11]

Найдем силу натяжения каната из уравнения моментов сил, действующих на точку О.

[pic 12]

заменим Т' на Тcos 45, получим [pic 13]

Tcos 45×b - F×X1 = 0,[pic 14]

Найдем силу, с которой жидкость давит на плоскую стенку по формуле

F = (ρ×g×hc)×ω,

где    ρ – плотность жидкости;

hc - глубина погружения центра тяжести плоской стенки;

ω - площадь плоской стенки.

Найдем площадь квадратного отверстия по формуле

        S = a2,        

где а – сторона квадратного отверстия.

S = 0,82 = 0,64м2.

F = ρ×g×(H - sin 45)×a2 = 1000×9,8(1,1 - = 4766,7H.[pic 15][pic 16][pic 17]

Найдем глубину погружения центра тяжести плоской стенки