itthon » Mérgező gombák » Hidrosztatika. A hidrosztatika alapegyenlete

Hidrosztatika. A hidrosztatika alapegyenlete

  • Történelmi dráma. Mindazoknak szentelték, akiket elfoglaltak és letelepítettek.
  • A szibériai kifosztott telepesek életének és szerelmének története.
  • Ljudmila Ulickaja előszava.

    A „Zuleikha kinyitja a szemét” című regény 1930 telén kezdődik egy távoli tatár faluban. Zuleikha parasztasszonyt több száz migránssal együtt fűtött hintón küldik a Szibériába vezető, ősrégi elítélt útvonalon.
    Sűrű parasztok és leningrádi értelmiségiek, deklasszált elemek és bűnözők, muszlimok és keresztények, pogányok és ateisták, oroszok, tatárok, németek, csuvasok – mindenki találkozik majd az Angara partján, naponta megvédve élethez való jogát a tajgától és a könyörtelen államtól .
    Mindazoknak szentelték, akiket elfoglaltak és letelepítettek.

    A szerzőről:
    Guzel Yakhina Kazanyban született és nőtt fel, a karon végzett idegen nyelvek, a Moszkvai Filmiskola forgatókönyvíró szakán tanul. Megjelent a "Neva", "" folyóiratokban Szibériai fények", "Október".

    Idézet:
    A „Zuleikha Opens Her Eyes” című regény pompás debütálás Az igazi irodalom fő tulajdonsága – a sorsról szóló történet főszereplő, egy tatár parasztasszony az elidegenítés idejéből, olyan hitelességet, megbízhatóságot és bájt lehel, ami az elmúlt évtizedekben nemigen bukkan fel hatalmas folyamban. modern próza".

    Ljudmila Ulickaja


    Kulcsszavak:
    Regény, kitaláció, áttelepítés, elidegenítés, száműzetés, Szibéria, dráma, telepesek, történelem, Szovjetunió.
  • 503 dörzsölés


    Atlas Vállat vont (3 könyvkészlet)

    Idézet
    "Esküszöm az életemre és a szeretetére, hogy soha nem fogok másért élni, és soha nem kérek mást, hogy éljen értem."
    Ayn Rand

    Miről szól ez a könyv
    Az Egyesült Államokban a szocialisták kerülnek hatalomra, és a kormány az esélyegyenlőség felé irányul, és igazságosnak tartja, ha az értékteleneket és tehetségteleneket a tehetségesek és gazdagok rovására gazdagítják. Az üzlet üldözése a gazdaság tönkretételéhez vezet, és rejtélyes körülmények között egymás után kezdenek eltűnni tehetséges emberekés a legjobb vállalkozók. A regény főszereplői, Hank Rearden acélkirály és a vasúttársaság alelnöke, Dagny Taggert hiába próbálnak ellenállni tragikus események. Az általános jólét helyett a társadalom apátiába és káoszba süllyed.

    Miért érdemes elolvasni a könyvet

  • Ez a könyv megváltoztatja a világnézetet, holisztikus világlátást alkot, és választ ad a jelentéssel kapcsolatos kérdésekre emberi életÉs közéleti fontosságú vállalkozói szellem.
  • A közvélemény-kutatások szerint közvélemény, amelyet 1991-ben a Library of Congress és a Book of the Month Club intézett Amerikában, az Atlas Shrugged a Biblia után a második olyan könyv, amely változásokhoz vezetett az amerikai olvasók életében.
  • A könyv három nappal a megjelenése után került fel a The New York Times bestsellerlistájára, és 21 hétig maradt a listán.
  • Pontosan ezt jelentős munka egy írónő életében, amely 12 évébe telt az életéből.
  • Ki a szerző
    Ayn Rand (1905-1982) egykori honfitársunk, aki ikonikus amerikai íróvá vált. Négy legkelendőbb regény és számos cikk szerzője. A szabad akarat elvén, a racionalitás és az „erkölcs” elsőbbségén alapuló filozófiai koncepció megalkotója ésszerű önzés".

    Kulcsfogalmak
    Szabadság, vállalkozás, állam, objektivizmus filozófiája.

    1164 dörzsölés


    Könyvkereskedő naplója

    Ma Skócia távoli szegletében található Wigtown a világ minden tájáról érkező könyvbarátok célpontja. Ez akkor történt, amikor Wigtownt 1998-ban Skócia könyvvárosává nyilvánították. nemzeti jelentőségű, 1999-ben pedig elkezdődött a Wigtown Könyvfesztivál. A legnagyobb skóciai használt könyvesbolt tulajdonosa, a fesztivál aktív résztvevője, Sean Bythell szellemes naplója a könyvkereskedelem mindennapjait és örömeit írja le. Egy szenvedélyes eladó ironikus és merész elbeszélése vonzó lesz egy olyan férfi rajongóinak, aki megtagad minden tekintélyt és morális értékek sorozat "Black's Bookshop" Dylan Moran közreműködésével vezető szerep, a televízióban valaha bemutatott egyik legjobb vígjátéksorozat, és minden könyvbarátnak és könyvesbolt-vendégnek szól.

    413 dörzsölés


    Ház az éjszaka szélén

    A huszadik század eleje. Castellammare szigete elveszett a Földközi-tengerben, egy isten háta mögötti sarok, ahol olyan könnyű menedéket találni a nyugtalanság elől nagy világ. A sziget közepén, a legfelső lelátókon egy régi ház, volt valamikor egy kocsma, „A ház az éj szélén”, ahová özönlöttek a szigetországi hírek, pletykák és pletykák. De ez a ház hosszú évek óta elhagyatott. De egy napon egy idegen jelenik meg a szigeten - egy orvos, és ettől a pillanattól kezdve a „Ház az éjszaka szélén” új történetet kezd. Egy csendes mediterrán éjszakán, amikor a csillagok ragyognak az égen, a levegőt pedig bazsalikom és kakukkfű illata tölti meg, megnő a sziget lakossága: a helyi gróf és a látogató orvos várja örököseit. Dr. Amedeo családjának története viharos lesz, tele titkokkal, megpróbáltatásokkal, áldozatokkal és szerelemmel. A "Ház az éjszaka szélén" négy generáció elbűvölő története, akik egy elfeledett szigeten élnek és szeretnek Olaszország partjainál. A regény ötvözi az ironikus romantikát, a mágikus realizmust, a meséket és tényeket, egy életre szóló szerelmi történetet és a huszadik század történelmét. A könyv egyik főszereplője maga Castellammare szigete, melynek szikláit elképesztő legendák tarkítják. A könyvet már több mint 20 országban adták ki, vagy hamarosan megjelenik.

    471 dörzsölés


    Nagymama azt mondta, hajoljak meg, és mondja meg neki, hogy bocsánatot kér.

    Elsa hét éves, és más hétéves lányoktól eltérően. A nagymamája hetvenhét éves, és nem is olyan, mint a többi nagymama. Hiszen kevés nagymamának jutna eszébe, hogy flörtöljön egy rendőrrel, vagy megszökjön a kórházból, hogy bejusson a majomkertbe. De a nagymama Elza legjobb és egyetlen barátja. Minden este együtt mennek Prosonyébe - csodálatos ország, ahol az időt örökkévalóságban és mesében mérik, és senki ne legyen „normális”. Egy napon a nagymama örökre elmegy Prosonyébe, és csak leveleket hagy Elzának. Ezeket át kell adni azoknak, akiktől a nagymama bocsánatot akar kérni a hibáiért. Elsának meg kell tanulnia, hogy hősök és szörnyek nem csak a mesebeli birodalmakban élnek.

    559 dörzsölés


    Holt-tó

    USA Today Bestseller Amazon Charts Bestseller Jelenleg, ahogy ezt a szöveget olvassa, több száz sorozatgyilkosok barangolás ingyenes. Mi van, ha egyikük a férjed? Mit tennél, ha megtudnád, hogy hosszú évek óta alszol egy ágyban egy szörnyeteggel? Gina Royal jó feleség és szerető anya volt. Neki volt hangulatos otthon Középnyugaton és két csodálatos gyerek. Ginának volt egy férje, Mel is, aki bájos és sikeres volt. Egy közönséges amerikai család megtestesítői voltak – olyan, amilyenről valaha is álmodhattál. Mindez történt... amíg ki nem nyílt szörnyű titok Mela... És most Gina nem Gina, hanem Gwen Proctor, volt feleség egy gyilkos mániákus, aki kénytelen bujkálni traumatizált gyermekeivel. Mel pedig életfogytiglani börtönt tölt. De még onnan is fenyegetést jelent rá, finoman manipulálva nemcsak a rajongókat, hanem az ellenségeket is. És ha Gwen-Gina nem akarja, hogy gyermekei egy véres szörnyeteg következő áldozatai legyenek, meg kell tanulnia harcolni a gonosszal... pszichológiai thriller azonnal a világ bestsellerévé vált. Vad népszerűségre tett szert az egész világon, és azonnal a műfaj mesterei közé helyezte a szerzőt.

    370 dörzsölés


    Denevér

    Harry Hole Sydney-be repül, hogy segítsen kivizsgálni egy norvég állampolgár brutális meggyilkolását. Az ausztrál rendőrség nem veszi komolyan, az ügy mégis sokkal bonyolultabb, mint amilyennek első pillantásra tűnhet. Az ősi őslakos legendák életre kelnek, a halál szelleme fekete szárnyakat tár ki a földre denevér, és Harrynek, akárcsak a hősnek, aki legyőzte a szörnyű kígyót, Bubburt, meg kell küzdenie egy alattomos ellenséggel, hogy legyőzze a gonoszt és megbosszulja kedvese halálát.
    Ez az eset lesz Harry kissé különc rendőri karrierjének kezdete, alkotója, Jo Nesbø számára pedig az első lépés a szédítő világhír felé.

    A folyadékok és a szilárd (rugalmas) testek közötti fő különbség az alakjuk könnyű megváltoztatásának képessége. A folyadék egyes részei egymáshoz képest szabadon mozoghatnak. Ezért a folyadék felveszi a tartály alakját, amelybe öntik. A szilárd anyagok folyadékba és gáznemű közegbe is meríthetők. A gázokkal ellentétben a folyadékok gyakorlatilag összenyomhatatlanok. A folyadékba vagy gázba merített testre a test felületén elosztott erők hatnak. Az ilyen elosztott erők leírására a hidrosztatikában egy új fizikai mennyiségnyomás.

    Nyomás az erőmodulus arányaként definiálható F, a felületre, a területre merőlegesen hat S ez a felület:

    Ha az erő néhány alá irányul szög a helyszínre merőlegeshez képest, akkor az erő által létrehozott nyomást a következő képlet határozza meg:

    Az SI rendszerben a nyomást pascalban (Pa) mérik: 1 Pa = 1 N/m2. Gyakran használt nem rendszerszintű egységek: normál légköri nyomás (atm) és egy higanymilliméter nyomás (Hgmm):

    1 atm = 101325 Pa = 760 Hgmm.

    Pascal törvénye: a folyadékra (vagy mellesleg gázra) kifejtett nyomás változás nélkül és minden irányban ennek a folyadéknak bármely pontjára továbbítódik.

    A folyadék nyomása az edény fenekére vagy oldalfalaira attól függ, hogy a folyadékoszlop a nyomásmérési pont felett mekkora magasságban van. A folyadékoszlop hidrosztatikus nyomását a következő képlettel számítjuk ki:

    Felhívjuk figyelmét, hogy a kifejtett nyomás semmilyen módon nem függ az edény alakjától, hanem csak a folyadék típusától (azaz a sűrűségétől) és a folyadékoszlop magasságától. Ugyanolyan nyomás a mélységben h Pascal törvényének megfelelően a folyadék az edény oldalfalaira is hatással van.

    Tehát, ha egy hidrosztatikai feladatban egy folyadékoszlop nyomásáról beszélünk oldalsó él egy adott ponton, akkor az előző képlet szerint ilyen nyomást találunk, ahol h– távolság ettől a ponttól a folyadék felszínéig. De néha hidrosztatikai problémák esetén számolni kell átlagos nyomás az egészben oldalsó felület hajó. Ebben az esetben alkalmazza a következő képletet:

    Ebben az esetben, h a folyadékoszlop teljes magassága az edényben.

    Ha a folyadék a dugattyú alatti hengerben van, akkor a dugattyúra hat némileg külső erő F, további nyomás jöhet létre a folyadékban p 0 = F/S, Ahol: S– dugattyú terület. Így a teljes nyomás a folyadékban a mélységben hígy írható:

    Ha a dugattyút eltávolítják, a folyadék felületére gyakorolt ​​nyomás egyenlő lesz légköri nyomás. Ha vízbe merülünk, akkor egy bizonyos mélységben a nyomás is két nyomásból áll - a légköri nyomásból és a vízoszlop nyomásából (amit a merülés mélysége határoz meg).

    Kommunikációs erek

    Kommunikáció olyan edényeknek nevezzük, amelyek között folyadékkal töltött csatorna van. A megfigyelések azt mutatják, hogy bármilyen alakú, egymással érintkező edényben egy homogén folyadék mindig ugyanazon a szinten jön létre. A hidrosztatikában nagyon gyakoriak a kommunikáló edényekkel kapcsolatos problémák.

    A különböző folyadékok még az azonos alakú és méretű, egymással érintkező edényekben is eltérően viselkednek. Az a tény, hogy a kommunikáló edényekben ugyanazt a nyomást kell kialakítani azonos magasságban az edény minden részében. De ha a folyadékok különbözőek, akkor ezeknek a folyadékoknak az oszlopainak magasságának eltérőnek kell lennie ahhoz, hogy azonos nyomást hozzon létre. Ezért az egymással érintkező edényekben eltérő folyadékok nem helyezhetők el ugyanazon a szinten.

    Algoritmus a kommunikáló edények hidrosztatikai problémáinak megoldására:

    1. Készítsen rajzot.
    2. Válasszon egy vízszintes szintet, amely alatt minden tartály ugyanazt a folyadékot tartalmazza. Ha nincs ilyen szint, akkor természetesen azért nulla szint válassza ki az edények alját.
    3. Jegyezze fel az ehhez a szinthez viszonyított nyomást az összes edényben, és tegye egyenlővé.
    4. Szükség esetén használja a folyadék összenyomhatatlanságának tulajdonságát (az egyik edényből kifolyó folyadék térfogata megegyezik a másik edénybe áramló folyadék térfogatával).
    5. Oldja meg a matematikailag levezetett egyenletrendszert!

    Hidraulikus nyomás

    Ha a kommunikáló edények mindkét függőlegesen elhelyezkedő hengere dugattyúval van lezárva, akkor használja külső erők a dugattyúkra alkalmazva nagy nyomás keletkezhet a folyadékban p, sokszorosa a hidrosztatikus nyomásnak ρgh a rendszer bármely pontján. Ekkor feltételezhetjük, hogy az egész rendszerben azonos nyomás jön létre p(Pascal törvénye szerint). Ha a dugattyúknak különböző területei vannak S 1 és S 2, akkor a folyadék hat rájuk különböző erők F 1 = pS 1 és F 2 = pS 2. A dugattyúkra azonos nagyságú, de ellentétes irányú külső erőket kell kifejteni, hogy a rendszer egyensúlyban maradjon. Így egy hidraulikus préshez a következő képlet van:

    Ez az összefüggés a nyomások egyenlőségéből következik, és csak egy ideális hidraulikus présben teljesül, azaz amelyikben nincs súrlódás. Ha S 2 >> S 1, akkor F 2 >> F 1 . Azokat az eszközöket, amelyekben ezek a feltételek teljesülnek, hidraulikus préseknek (gépeknek, emelőknek) nevezzük. Lehetővé teszik, hogy jelentős erőnövekedést érjen el. Ha egy keskeny hengerben lévő dugattyút külső erő hatására lefelé mozgatjuk F 1 távolságonként h 1, akkor a széles hengerben lévő dugattyú elmozdul egy távolságot h 2, amely a relációból kereshető:

    Ez az arány a térfogatok egyenlőségéből következik, és bármely hidraulikus présben elvégezhető. Ezt a kifejezést azért kapjuk, mert amikor a dugattyú mozog, egyenlő térfogatú folyadék mozog, vagyis ahány folyadék ment ki az egyik hengerből, ugyanannyi folyadék került a másodikba, ill. V 1 = V 2. Így az erőnövekedés szükségszerűen párhuzamos távolságvesztéssel jár. Ebben az esetben az erő és a távolság szorzata változatlan marad:

    Az utolsó képlet a munka egyenlőségéből következik, és csak ideális gépekre érvényes, amelyben nem hatnak súrlódási erők. Így a hidraulikus présben minden a „mechanika aranyszabályának” megfelelően történik: ahányszor gyarapodunk erőben, annyiszor veszítünk távolságban. Ugyanakkor egyetlen gép sem tud munkanyereséget adni.

    Mivel a hidraulikus prés egy mechanizmus, működése hatékonysággal (teljesítménytényezővel) jellemezhető. Hidraulikus préselés hatékonysága hidrosztatikai feladatokban a következő képlettel számítjuk ki:

    Ahol: A nem = F 2 h 2 – hasznos munka(emelési munka) A költség = F 1 h 1 – elhasznált munka. A legtöbb alkalmazásban a hidraulikus prés hatásfoka 100%. A hatásfokot akkor számítjuk ki, ha arról beszélünk egy tökéletlen hidraulikus présről.

    Hangsúlyozzuk még egyszer, hogy egy nem ideális hidraulikus présnél csak a kiszorított folyadék térfogatának egyenlőségéből adódó összefüggés teljesül, és az ilyen présekre is számítják a hatásfokot. Az ebben a szakaszban szereplő többi kapcsolat csak egy ideális hidraulikus prés esetében történik.

    Arkhimédész törvénye. Testtömeg folyadékban

    A folyadék nyomáskülönbsége miatt at különböző szinteken felhajtóerő vagy arkhimédeszi erő keletkezik, amelyet a következő képlettel számítanak ki:

    Ahol: V– a test által kiszorított folyadék térfogata vagy a folyadékba merült testrész térfogata, ρ annak a folyadéknak a sűrűsége, amelybe a test elmerül, és ezért ρV– a kiszorított folyadék tömege.

    A folyadékba (vagy gázba) merített testre ható arkhimédeszi erő egyenlő a test által kiszorított folyadék (vagy gáz) tömegével. Ezt az állítást ún Arkhimédész törvénye, bármilyen alakú testre érvényes.

    Ebben az esetben a folyadékba merített test súlya (azaz az erő, amellyel a test a támasztékra vagy felfüggesztésre hat) csökken. Ha feltételezzük, hogy egy test súlya nyugalomban a levegőben egyenlő mg, és a legtöbb problémában pontosan ezt fogjuk tenni (bár általánosságban elmondható, hogy a légkörből egy nagyon kicsi Arkhimédész-erő hat a levegőben lévő testre is, mert a test a légkörből származó gázba merül), akkor a egy test folyadékban könnyen levezethetjük a következő fontos képletet:

    Ezzel a képlettel megoldható nagy mennyiség feladatokat. Emlékezni lehet. Arkhimédész törvényének segítségével nem csak a navigációt, hanem a repülést is végzik. Arkhimédész törvényéből az következik, hogy ha átlagos sűrűség test ρ T nagyobb sűrűség folyadék (vagy gáz) ρ (vagy más módon mg > F A), a test az aljára süllyed. Ha ρ T< ρ (vagy más módon mg < F A), a test a folyadék felszínén lebeg. A bemerült testrész térfogata olyan lesz, hogy a kiszorított folyadék tömege megegyezik a test súlyával. Ahhoz, hogy a léggömb felemelkedjen a levegőben, súlyának kisebbnek kell lennie, mint a kiszorított levegő tömege. Ezért Léggömbök könnyű gázokkal (hidrogén, hélium) vagy felmelegített levegővel töltve.

    Lebegő testek

    Ha egy test egy folyadék felszínén van (lebegő), akkor csak két erő hat rá (Arkhimédész felfelé és a gravitáció lefelé), amelyek kiegyenlítik egymást. Ha egy testet csak egy folyadékba merítünk, akkor Newton második törvényének felírásával ilyen esetre és egyszerű matematikai műveletek kaphatunk következő kifejezés csatlakozási térfogatok és sűrűségek:

    Ahol: V immerzió – a bemerített testrész térfogata, V– teljes test térfogata. Ezzel a kapcsolattal a legtöbb úszó testtel kapcsolatos probléma könnyen megoldható.

  • Tanuljon meg minden képletet és törvényt a fizikában, valamint képleteket és módszereket a matematikában. Valójában ez is nagyon egyszerű, a fizikában csak körülbelül 200 szükséges képlet van, a matematikában pedig még egy kicsit kevesebb. Ezen tárgyak mindegyike körülbelül egy tucat szabványos problémamegoldási módszerrel rendelkezik alapszint szintén megtanulható, így teljesen automatikusan és nehézség nélkül megoldható nehézségek megfelelő pillanat a legtöbb CT. Ezek után már csak a legnehezebb feladatokra kell gondolnia.
  • Vegyen részt a fizika és a matematika próbatételének mindhárom szakaszában. Mindegyik RT kétszer látogatható, hogy mindkét lehetőség között döntsön. Ismét a CT-n, a gyors és hatékony problémamegoldó képesség, valamint a képletek és módszerek ismerete mellett képesnek kell lennie az idő megfelelő tervezésére, az erők elosztására, és ami a legfontosabb, a válaszűrlap helyes kitöltésére, anélkül, hogy összetéveszti a válaszok és problémák számát, vagy a saját vezetéknevét. Emellett az RT során fontos megszokni a problémákban a kérdezés stílusát, ami nagyon szokatlannak tűnhet egy felkészületlen személy számára a DT-n.
  • E három pont sikeres, szorgalmas és felelősségteljes végrehajtása lehetővé teszi, hogy megjelenjen a CT-n kiváló eredmény, a maximum, amire képes vagy.

    Hibát talált?

    Ha úgy gondolja, hogy hibát talált oktatási anyagok, majd írj róla emailben. Bejelentheti a hibát is közösségi háló(). A levélben tüntesse fel a tantárgyat (fizika vagy matematika), a téma vagy teszt megnevezését vagy számát, a feladat számát, vagy azt a helyet a szövegben (oldal), ahol Ön szerint hiba található. Írja le azt is, hogy mi a feltételezett hiba. Levele nem marad észrevétlen, vagy kijavítják a hibát, vagy elmagyarázzák, hogy miért nem hiba.

    Párologtatás

    Bármely cseppfolyós folyadék képes megváltoztatni az összesítés állapota, különösen gőzzé alakul. A cseppfolyós anyagoknak ezt a tulajdonságát párologtatásnak nevezzük.

    A hidraulikában magasabb értéket olyan feltétellel rendelkezik, amelyben intenzív párologtatás kezdődik a teljes térfogatban - a folyadék forrása. A forralási folyamat megkezdéséhez létre kell hozni bizonyos feltételek(hőmérséklet és nyomás). Például a desztillált víz felforr normál légköri nyomáson és 100 °C hőmérsékleten. Ez azonban a forrásban lévő víz különleges esete. Ugyanaz a víz más hőmérsékleten is felforrhat, ha más nyomás hatására, pl. A hidraulikus rendszerben használt folyadék minden hőmérsékleti értékéhez tartozik egy nyomás, amelyen felforr. Ezt a nyomást nyomásnak nevezik telített gőzökr n p. Nagyságrend rn n mindig abszolút nyomásban van megadva és a hőmérséklettől függ.

    ábrán például. Az 1.5. ábra a telített vízgőz nyomásának hőmérséklettől való függését mutatja be. Egy pont kiemelve van a grafikonon A, 100 °C hőmérsékletnek és normál légköri nyomásnak megfelelő /V Ha nagyobb nyomás jön létre a jód szabad felületén r és akkor többet fog forrni magas hőmérsékletűT x(pont BAN BENábrán. 1.5). És fordítva, alacsony nyomáson 2. o a víz alacsonyabb hőmérsékleten forr T 2(1.5. ábra C pontja).

    A párolgás állandó nyomáson megy végbe, ekkor a kétfázisú közeg hőmérséklete is állandó marad, és csak azután kezdődik meg a növekedése, hogy az összes folyadék (a legkisebb cseppekig) a folyadékba kerül. gáz halmazállapotú. A kétfázisú közegnek ezt a tulajdonságát gőzgépekben és a legtöbb hűtőegységben használják. Ebben az esetben a kétfázisú közeget nedves gőznek (lebegő folyadékcseppekkel rendelkező gáz), a folyadék tisztán gáz halmazállapotát pedig száraz gőznek nevezzük nyomásban. A folyamat egy egyenest követ a C ponttól a pontig A, akkor BAN BENés tovább (lásd 1.5. ábra). Ez elfogadhatatlan, mivel a hajó vészhelyzeti megsemmisüléséhez (robbanáshoz) vezethet.

    1. SZAKASZ. A HIDROSTATIKA ALAPJAI

    A hidrosztatika a hidraulika azon ága, amely a nyugalmi folyadékokra vonatkozó törvényekkel foglalkozik.

    Álló folyadékban csak nyomófeszültségek keletkeznek, tangenciális feszültségek nem hatnak, mivel a folyadékban lévő érintőleges feszültség elmozdítja azt, azaz megszakítja a nyugalmi állapotot. A bevezetőben bemutattuk, hogy a nyomófeszültséget egy végtelenül kicsi területre merőlegesen ható erő okozza. Ebből következik a hidrosztatikus nyomás első tulajdonsága: a folyadék külső felületén a nyomás a vizsgált folyadék térfogatán belül normálisan ható erőt hoz létre. Ezenkívül a folyadék külső felületén nemcsak a folyadék szabad felületeit és az edények falát kell érteni, hanem a folyadékban felszabaduló térfogatok felületét is.



    A hidrosztatikus nyomás második tulajdonsága, hogy a nyugalmi állapotú folyadék belsejében bármely ponton a hidrosztatikus nyomás minden irányban egyformán hat, azaz. a nyomás egy skaláris mennyiség.

    A hidrosztatikus nyomás ezen tulajdonságaiból levezethető a hidrosztatika alaptörvénye. Legyen a folyadék egy edényben, és annak szabad felületén a nyomás hat p 0(2.1. ábra). Határozzuk meg a p nyomást egy tetszőlegesen kiválasztott pontban, amely h mélységben található.

    Egy tetszőlegesen kiválasztott pont körüli kívánt p nyomás meghatározásához végtelenül kicsi vízszintes területet veszünk MINTés építs rá egy hengert a folyadék nyitott felületére.

    A felszabaduló folyadékmennyiséget felülről lefelé irányuló erő hat, egyenlő a termékkel nyomás p 0 területenként ΔS,és a kiosztott folyadéktérfogat tömege G. A kiválasztott pontban a kívánt p nyomás minden irányban egyformán hat (a hidrosztatikus nyomás második tulajdonsága). De az e nyomás által létrehozott erő a kiválasztott, a felszínre merőleges térfogatra hat

    2.1. Kimeneti áramkör

    A hidrosztatika alapegyenlete

    és a térfogaton belülre irányul (a hidrosztatikus nyomás első tulajdonsága), azaz. az erő felfelé irányul, és egyenlő p és terület szorzatával ΔS. Ekkor a kiosztott folyadéktérfogat függőleges irányú egyensúlyának feltétele az egyenlőség lesz

    pΔS -G- p 0 AS = 0.

    Súly G egy kiválasztott folyadékhenger W térfogatának kiszámításával határozható meg:

    G = Wpg = ΔShpg.

    Helyettesítés matematikai kifejezés Mert G az egyensúlyi egyenletbe és a kívánt nyomáshoz viszonyítva megoldani R, végre megkapjuk

    p = p 0 + hpg(2.1)

    A kapott egyenletet a hidrosztatika alaptörvényének nevezzük. Lehetővé teszi a nyomás kiszámítását a nyugalmi folyadék bármely pontján.

    Ezenkívül a függőség elemzéséből (2.1) az következik, hogy a nyomás p 0, A folyadék szabad felületére ható hatás a folyadék bármely pontjára továbbítódik. Ez lehetővé teszi a Pascal-törvény megfogalmazását: a folyadékra gyakorolt ​​nyomás minden irányban egyformán továbbítódik.

    A megoldásra széles körben alkalmazzák a hidrosztatika alaptörvényét gyakorlati problémák. A gyakorlati számítások során azonban különös figyelmet kell fordítani a magasságra h, mivel pozitív és negatív értékeket is felvehet.

    Valóban, ha az a pont, ahol a nyomást meghatározzuk, a kezdeti nyomáspont alatt van, akkor a „+” jel a hidrosztatika alaptörvényének matematikai jelölésébe kerül, mint a (2.1) képletben. És abban az esetben, ha az a pont, ahol a nyomást meghatározzuk, a kezdeti nyomású pont felett helyezkedik el, az egyenletben a „+” jel „-”-ra változik, azaz.

    Po= p- hpg. (2.2)

    A hidrosztatika alaptörvényében szereplő jel kiválasztásakor mindig emlékezni kell arra, hogy minél alacsonyabban (mélyebben) található egy pont az adott folyadékban, annál nagyobb a nyomás ezen a ponton.

    Összegzésként hozzá kell tenni, hogy a hidrosztatika alaptörvényét széles körben alkalmazzák a nyomásmérésben.

    A folyadék alapvető fizikai tulajdonságai.

    nem úgy mint szilárd a folyadékot a részecskék közötti alacsony kohézió jellemzi, aminek következtében folyékony, és felveszi az edény alakját, amelyben elhelyezték.

    A folyadékok két típusra oszthatók:

    • csöpög
    • gáznemű

    Cseppfolyadékok nagy nyomásállósággal (gyakorlatilag összenyomhatatlan) és alacsony ellenállással rendelkeznek a tangenciális és húzóerőkkel szemben (a részecskék jelentéktelen tapadása és a részecskék közötti kis súrlódási erők miatt).

    A cseppfolyósok közé tartozik a víz, a benzin, a kerozin, az olaj, a higany és mások

    Gáznemű folyadékok szinte teljes hiánya a nyomással szembeni ellenállás a gáznemű folyadékok közé tartozik az összes gáz.

    A főbe fizikai tulajdonságok a folyadékok közé tartozik:

    Sűrűség a tömeg és az e tömeg által elfoglalt térfogat aránya. A sűrűséget SI-egységben mérik kilogramm per köbméter(kg/m3). A víz sűrűsége 1000 kg/m3.

    Integrált mutatókat is használnak: – kilopascal - 1 kPa = 103 Pa; – megapascal – 1 MPa = 106 Pa.

    Folyadék összenyomhatósága- ez a tulajdonsága, hogy a nyomás változása esetén térfogatot változtat. Ezt a tulajdonságot a térfogati kompresszió vagy összenyomhatóság együtthatója jellemzi, amely a folyadék térfogatának relatív csökkenését fejezi ki egységnyi területre eső nyomás növekedésével. Az építőipari hidraulika területén végzett számításokhoz a víz összenyomhatatlannak minősül. Ebben a tekintetben a gyakorlati problémák megoldása során általában figyelmen kívül hagyják a folyadék összenyomhatóságát.

    A térfogati tömörítési arány reciprokát rugalmassági modulusnak nevezzük. A rugalmassági modulust pascalban mérjük

    A folyadék hőtágulása hevítéskor hőtágulási együttható jellemzi, amely a folyadék térfogatának relatív növekedését mutatja 1 C hőmérsékletváltozás mellett.

    Más testekkel ellentétben a víz térfogata csökken, ha 0-ról 4 °C-ra melegítjük. 4 °C-os vízben van legnagyobb sűrűségűés a legnagyobb fajsúly; további melegítéssel térfogata megnő. Számos szerkezet számításánál azonban a vízhőmérséklet és -nyomás kisebb változásai mellett ennek az együtthatónak a változása elhanyagolható.

    Folyadék viszkozitása- ellenálló képessége relatív mozgás folyékony részecskék (nyírása). A folyadékrétegek csúsztatásából eredő erőket belső súrlódási erőknek vagy viszkózus erőknek nevezzük.

    A mozgás során viszkozitási erők jelennek meg igazi folyadék. Ha a folyadék nyugalomban van, akkor a viszkozitása mérhető egyenlő nullával. A hőmérséklet emelkedésével a folyadék viszkozitása gyorsan csökken; szinte állandó marad a nyomás változásával.

    Hidrosztatika

    Hidrosztatika az úgynevezett hidraulika szekció, amely a folyadékegyensúly törvényeit és azok gyakorlati alkalmazását vizsgálja.

    Hidrosztatikus nyomás

    Nyugalomban lévő folyadékban mindig van nyomáserő, amit ún hidrosztatikus nyomás.

    A folyadék erőt fejt ki az edény aljára és falaira. A benne található folyékony részecskék felső rétegek víztest, tesztelés kisebb erők kompresszió, mint az alján található folyadékrészecskék.

    A hidrosztatikus nyomásnak megvannak a tulajdonságai

    • 1. tulajdonság . A folyadék bármely pontján a hidrosztatikus nyomás merőleges a kiválasztott térfogat érintőterületére, és a folyadék figyelembe vett térfogatán belül hat.
    • 2. tulajdonság . A hidrosztatikus nyomás minden irányban állandó.
    • 3. tulajdonság . Egy pontban a hidrosztatikus nyomás a térbeli koordinátáitól függ.

    A hidrosztatika alapegyenlete

    Tekintsük a folyadék egyensúlyának gyakori esetét, amikor csak egyetlen tömegerő - a gravitáció - hat rá, és kapjunk egy egyenletet, amely lehetővé teszi, hogy megtaláljuk a hidrosztatikus nyomást a vizsgált folyadék térfogatának bármely pontján. Ezt az egyenletet ún a hidrosztatika alapegyenlete.

    Hagyja, hogy a folyadék egy edényben legyen (8. ábra), és annak szabad felületére nyomás hat P0 . Határozzuk meg a hidrosztatikus nyomást P tetszőleges ponton M, mélységben található h. Válasszunk a pont körül M elemi vízszintes platform dSés építsünk rá egy függőleges, hengeres folyadéktérfogatot magassággal h. Tekintsük a jelzett térfogatú folyadék egyensúlyi állapotát össztömeg folyadékok. A henger alsó alján a folyadéknyomás most külső lesz, és normálisan a térfogatba irányul, pl. fel.

    Írjuk fel a vizsgált térfogatra ható erők összegét a függőleges tengelyre vetítve:

    PdS– P0 dSρghdS = 0

    Az egyenlet utolsó tagja a kérdéses függőleges hengerben lévő folyadék tömegét jelöli térfogattal. HDS. A henger oldalfelületére ható nyomóerők nem szerepelnek az egyenletben, mert merőlegesek erre a felületre, és a függőleges tengelyen lévő vetületeik nullával egyenlőek. A kifejezést redukálva erre dSés a feltételeket átcsoportosítva azt találjuk, hogy:

    P = P0 + ρ gh=P0 + hγ

    A kapott egyenletet a hidrosztatika alapegyenletének nevezzük. Használható a nyomás kiszámítására a nyugalmi folyadék bármely pontján. Ez a nyomás, amint az egyenletből látható, két mennyiségből áll: a nyomásból P0 a folyadék külső felületén és a fedő folyadékrétegek súlya által okozott nyomáson.

    Piezometrikus és hidrosztatikus fejek

    Mérlegeljük zárt edény folyadékkal, amelyhez az A és B pontokban tetszőleges mélységben az I és II piezométer csatlakozik (9. ábra).

    Az edényben a szabad felületre gyakorolt ​​nyomás nagyobb, mint a légköri nyomás. Az I. cső felül nyitott, és a benne lévő szabad felületen a nyomás megegyezik a légköri nyomással. A II-es cső felül le van zárva, levegőt távolítanak el belőle, i.e. a nyomás benne nulla.

    Az A és B pont függőleges koordinátáinak meghatározásához tetszőleges magasságban 0-0 vízszintes síkot rajzolunk. Ezt a síkot összehasonlító síknak nevezzük. Az összehasonlítási sík és a kérdéses pont közötti függőleges távolságot a pont összehasonlítási síkhoz viszonyított geometriai magasságának nevezzük, és betűvel jelöljük. Összehasonlítási síknak a talaj vagy a padló szintje vehető.

    Mivel a nyomás az edényben a folyadék szabad felületén nagyobb, mint a légköri nyomás, a piezometrikus I. és II. nagyobb magasságú mint a folyadék szintje az edényben. Jelöljük nyitott piezométerben a folyadékemelkedés magasságát – piezométerben, zárt piezométerben pedig – csökkentett magassággal.

    A piezometrikus magasság a túlnyomás mértéke az A pontban. A csökkentett magasság az abszolút nyomás mértéke a B pontban. A magasságkülönbség megegyezik a folyadékoszlop légköri nyomásnak megfelelő magasságával, azaz. 10 m.w.st.

    Összeg geometriai magasságés piezometrikus a folyadék bármely pontjára állandó érték, és piezometrikus nyomásnak nevezzük:

    Ha ezt a kifejezést behelyettesítjük az (1) képletbe, a következőt kapjuk:

    ez a csökkentett magasság és a pozíció geometriai magasságának összege, amelyet Hs hidrosztatikus fejnek neveznek.

    Az (5) egyenletben Hs=const a folyadék bármely pontjára, és nem függ a pont helyzetétől. Eszközök:

    Ezért akárhány piezométert is csatlakoztatunk, minden piezométerben a folyadék azonos szinten lesz kialakítva: a P–P szintnek megfelelő síkot piezometrikus síknak, a H–H szintet nyomássíknak nevezzük.

    A piezometrikus nyomás a fajlagos érték mértéke helyzeti energia folyadékok. Tegyük fel, hogy egy folyadékrészecske tömege az A pontban egyenlő G-vel. Az O - O összehasonlítási síkhoz viszonyítva a pozíció potenciális energiatartaléka egyenlő G*z-vel, ahol -Z a magassága O - O sík az A ponthoz.

    A Pm többlet hidrosztatikus nyomás hatására egy h mélységben elhelyezkedő részecske hp magasságra emelkedhet, vagyis G*hp potenciális nyomásenergiája van. Egy G tömegű folyadékrészecske teljes potenciális energiája egyenlő G*z+G*hp.

    Fajlagos potenciális energia, azaz a részecske egységnyi tömegére jutó energia ennek megfelelően egyenlő lesz:

    Hasonlóképpen, a Hs hidrosztatikus fej szintén a folyadék fajlagos potenciális energiájának mértéke, de nagyobb, mint a Hp a légköri nyomás fajlagos potenciális energiájának mértékével.

    Vákuum. Pascal törvénye.

    Vákuum- anyagtól mentes tér. A mérnöki és alkalmazott fizikában vákuum alatt olyan közeget értünk, amely a légköri nyomásnál lényegesen alacsonyabb nyomású gázt tartalmaz. A vákuumot a gázmolekulák szabadesésének hossza közötti kapcsolat jellemzi λ és a közeg jellemző mérete d. Alatt d a vákuumkamra falai közötti távolság, a vákuumcső átmérője stb. A λ/d arány értékétől függően megkülönböztetünk alacsony, közepes és nagy vákuumot.

    törvény szerint Pascal a hidrosztatikában a következő állítást nevezik, amelyet egy francia tudós fogalmazott meg Blaise Pascal : A folyadékra vagy gázra kifejtett nyomás minden irányban változás nélkül továbbítódik bármely pontra.

    Különféle hidraulikus berendezések működnek a Pascal-törvény alapján: fékrendszerek, hidraulikus folyamatok stb.

    Pascal törvénye nem a nyomásról szól különböző pontokat hidraulikus rendszer, és kb zavarok nyomás különböző pontokon, így a törvény gravitációs térben lévő folyadékra is érvényes.

    Mozgó összenyomhatatlan folyadék esetén feltételesen beszélhetünk Pascal törvényének érvényességéről, hiszen egy tetszőleges állandó érték nyomásra nem változtatja meg a folyadékmozgás egyenletének formáját, hanem ebben az esetben a kifejezést Pascal törvényeáltalában nem használják. Összenyomható folyadékokra (gázokra) a Pascal-törvény általában véve nem érvényes.

    A folyadékmozgás típusai

    A folyadékmozgás típusai vannak:

    Bizonytalan- olyan folyadék mozgásának nevezzük, amelynek minden vagy egyes jellemzője idővel változik, azaz a nyomás és a sebesség egyaránt függ a koordinátáktól és az időtől

    Az ingatag mozgásra példa a tartályok, tározók ürítése, a víz mozgása a folyókban változó szintű(árvíz idején, gáton keresztül ürül a víz) stb.

    Állandó- hívott a folyadék mozgása időben állandó, amelyben a nyomás és a sebesség csak koordináták függvénye, de nem függ az időtől. u = f1(x, y, z); p = f2(x, y, z).

    Az egyenletes mozgás a következőkre oszlik:

    • egyenruha
    • egyenetlen

    Az egyenletes mozgást az áramlás hosszában állandó paraméterek jellemzik. Ilyen mozgás például az állandó keresztmetszetű csövekben és csatornákban történő mozgás helyes forma. Az egyenletes mozgás áramvonalainak mezeje párhuzamos egyenesek családja.

    Egyenetlen mozgás esetén az áramlás sebessége, mélysége és keresztmetszeti területei a hossza mentén megváltoznak. Tól től egyenetlen mozgások Megkülönböztethető az úgynevezett egyenletesen változó mozgás, amelyet a folyamvonalak alacsony görbülete és a folyamvonalak kis eltérési szöge jellemez.

    A mozgást okozó okoktól és a mozgás körülményeitől függően a következők vannak:

    Nyomás mozgás minden oldalról tömör falakkal határolt áramlásban fordul elő. A nyomás az áramlás minden pontján van, és lehet nagyobb vagy kisebb, mint az utóbbi. A mozgás az áramlás hosszában kialakuló nyomáskülönbség hatására történik, amelyet víztorony, ellátó tartály vagy szivattyúegység hozhat létre.

    Gravitációs mozgás a gravitáció hatására a folyadék szabad felülete jelenlétében következik be. A nyomás nélküli mozgásra példa a folyókban, csatornákban és vezetékekben történő mozgás, amikor az utóbbiak keresztmetszete nincs teljesen feltöltve folyadékkal.

    Hidrodinamika

    A hidrodinamika vizsgálatának tárgya egy mozgó folyadék. Ahogy korábban elhangzott, kivétel nélkül minden fizikai és kémiai folyamatok, amelyek az ipari technológiai folyamatok alapját képezik, dinamikus körülmények között, folyadékmozgás körülményei között fordulnak elő.

    Amikor a folyadékok áramlásokban külső erők hatására mozognak, először is mikro- és makrorészecskék sebességmezői képződnek, amelyek meghatározzák az anyagok hőmérsékleti és koncentrációs mezőinek kialakulását, ami végső soron meghatározza a folyamatok sebességét.

    Mozgó folyadékon a nyugalmi folyadékra ható erőkön felül (a hidrosztatikus nyomás felületi erői, ill. tömegerők: gravitáció és külső tehetetlenségi erők), járulékos tehetetlenségi és súrlódási erők hatnak. Ellentétben a hidrosztatikus nyomással, amelynek nagysága nem függ annak a felületnek a tájolásától, amelyen hat, a nyírófeszültségek (tangenciális erők) kialakulása miatt mozgás közben fellépő hidrodinamikai nyomás eltérő az X, Y irányában. és Z tengelyek.

    A folyadék mozgó részecskéi közötti belső súrlódási erők jelenléte (a Newton belső súrlódási törvényének megfelelően) a mozgássebesség-különbség kiváltó oka. különféle pontokat a csatorna keresztmetszete mentén. Ennek a különbségnek a természete, amelyet a nyomás és a részecskék mozgási sebessége közötti kapcsolat jellege határoz meg az áramlás bármely pontján. Ez a hidrodinamika elméletének fő feladata.

    Áramlási folytonossági egyenlet.

    Az áramlás folytonossági egyenlete a tömegmegmaradás törvényét tükrözi: a beáramló folyadék mennyisége egyenlő a kiáramló folyadék mennyiségével. Például az ábrán. 15 az áramlási sebességek a nyomócső bemeneti és kimeneti szakaszában egyenlőek: q1 = q 2.

    Tekintve, hogy q = Vw, megkapjuk az áramlási folytonossági egyenletet:

    V 1 w 1 = V 2 w 2

    Ha innen fejezzük ki a kijárati szakasz sebességét:

    V 2 = V 1 w 1 /w 2 ,

    akkor könnyen észrevehető, hogy az áramlás élő keresztmetszetének területével fordított arányban növekszik. Ilyen fordított kapcsolat A sebesség és a terület közötti különbség a folytonossági egyenlet fontos következménye, és a technológiában használják, például tűz oltásakor, hogy erős és nagy hatótávolságú vízsugár keletkezzen.

    A folyadékmozgás lamináris és turbulens rendszere.

    A megfigyelések azt mutatják, hogy a természetben kettő van különböző mozgások folyadékok:

    • réteges rendezett áramlás - lamináris mozgás, amelyben a folyadékrétegek egymáson csúsznak anélkül, hogy egymással keverednének;
    • turbulens szabályozatlan áramlás, amelyben a folyadékrészecskék bonyolult pályákon mozognak, és ezzel egyidejűleg a folyadék keveredése következik be.

    Reynolds 1883-ban megállapította, hogy mitől függ a folyadékmozgás természete. Kísérletek kimutatták, hogy az átmenet laminárisról a turbulens mozgás egy bizonyos fordulatszámon (kritikus sebesség) következik be, ami a különböző átmérőjű csövek esetében nem azonos: az átmérő növekedésével nő, a kritikus sebesség is nő a folyadék viszkozitásának növekedésével. Reynolds kihozta Általános feltételek a folyadékmozgás lamináris és turbulens rendszereinek megléte. Reynolds szerint a folyadék mozgási módjai egy dimenzió nélküli számtól függenek, amely figyelembe veszi a mozgást meghatározó fő tényezőket: átlagsebesség, csőátmérő, folyadék sűrűsége és abszolút viszkozitása.

    Ezt a számot Reynolds-számnak hívják:

    Kritikusnak nevezzük azt a Reynolds-számot, amelynél az egyik folyadékmozgásmódból a másikba átmenet következik be.

    Reynolds számon lamináris mozgásmód figyelhető meg, a Reynolds-számnál – turbulens folyadékmozgási rendszer. Gyakrabban egy szám kritikus értékét tekintik ez az érték a folyadékmozgás turbulensről laminárisra való átmenetének felel meg.

    Lamináris folyadékáramlásról turbulens áramlásra való áttéréskor a kritikus érték nagyobb. Kritikus érték A Reynolds-számok nőnek a szűkülő csövekben, és csökkennek a táguló csövekben. Ez azzal magyarázható, hogy szűkítéskor keresztmetszet A részecskesebesség nő, így csökken az oldalirányú mozgásra való hajlam.

    Bernoulli egyenlet.

    Ez az energiamegmaradás törvényének következménye egy ideális (vagyis belső súrlódás nélküli) összenyomhatatlan folyadék álló áramlására:

    p- folyadék sűrűsége,

    v- áramlási sebesség,

    h- az a magasság, amelyen a kérdéses folyadékelem található,

    p- nyomás a tér azon pontján, ahol a vizsgált folyadékelem tömegközéppontja található,

    g- a gravitáció gyorsulása.

    A jobb oldali állandót gyakran hívják teljes nyomásés általában az áramvonaltól függ.

    Minden tag dimenziója az egységnyi folyadék térfogatára jutó energia mértékegysége. A Bernoulli-integrál első és második tagja az egységnyi folyadék térfogatára jutó kinetikus és potenciális energiát jelenti. Meg kell jegyezni, hogy a harmadik kifejezés eredete nyomóerők munkája, és nem jelent tartalékot speciális típus energia.

    A fent megadotthoz közeli arányt kaptunk 1739-ben. Daniel Bernoulli , akinek a nevéhez általában társul Bernoulli integrál. BAN BEN modern forma az integrált megkaptuk Johann Bernoulli 1740 körül.

    Bibliográfia:

    1. V.P. Gusev „A hidraulika alapjai”, Tomszk, 2009

    2. Bretschneider S. „Gázok és folyadékok tulajdonságai”, Moszkva

    Hidrosztatika- a hidraulika egy része, amely egy folyadék nyugalmi vagy egyensúlyi törvényeit és ezek gyakorlati alkalmazását a technikában vizsgálja. A folyadék nyugalmi vagy mozgási állapotát mindenekelőtt a folyadékra ható erők jellege, nagysága és iránya határozza meg.

    -vel analógiával elméleti mechanika a hidraulikában a folyadékban ható összes erőt belsőre és külsőre osztják.

    Belső erők– ezek a folyadék egyes részecskéi közötti kölcsönhatási erők. Folyadékot folytonos közegnek tekintve folyadékrészecskékről mint elemi térfogatokról beszélhetünk.

    Külső erők– ezek azok az erők, amelyek az adott térfogatú folyadék részecskéire hatnak az ezt a térfogatot körülvevő folyadékból.

    A külső erők három csoportra oszthatók:

    a) masszív

    b) felületes

    c) lineáris.

    Tömeges erők Newton második törvényének megfelelően arányosak a folyadék tömegével (vagy homogén folyadék esetén a térfogatával). Ide tartozik a gravitációs erő, valamint a folyadékra ható tehetetlenségi erő, amikor az felgyorsult mozgó edényekben relatív nyugalomban van.

    Felszíni erők a vizsgált folyadék térfogatát korlátozó felületre alkalmazzák, és arányosak a felület területével. Ilyenek például a folyadéktérfogaton belüli hidrosztatikus nyomás és a szabad felületre ható légköri nyomás erői; súrlódási erők és mozgó folyadék.

    Lineáris erők A folyadék és a gáz határán keletkeznek, és felületi feszültségnek nevezzük. A felületi feszültség tangenciálisan a folyadék felületére irányul, és merőleges a kontúr azon vonalára, amelyre hat.

    A hidrosztatikus nyomás és tulajdonságai.

    Tekintsünk egy bizonyos térfogatú folyadékot nyugalmi állapotban (1. ábra). Osszuk ezt a folyadékmennyiséget a felülettel két részre: balra és jobbra, a jobb oldali részt pedig dobjuk el. Annak érdekében, hogy a kérdéses tárgy bal oldala nyugalomban maradjon a felületen
    szórt erőket kell alkalmazni, amelyek eredőjét jelöljük
    .

    Erőviszony
    a térre a vizsgált folyadéktérfogat bal és jobb oldali részének érintkezése jellemzi az átlagos feszültséget
    terület szerint

    Rizs. 1. A hidrosztatikus nyomás meghatározásának kérdéséről.

    (6)

    Annak érdekében, hogy meghatározzuk a feszültséget egy bizonyos ponton, kiemeljük a felületen
    elemi telephely
    . Egy elemi erő fog hatni ezen a platformon
    .

    Az elemi erőnek az elemi területhez viszonyított aránya, mivel az utóbbi nullára hajlik, meghatározza a feszültséget vagy a hidrosztatikus nyomást a pontban m:

    nál nél
    ,; (7)

    Ezért a hidrosztatikus nyomás az elemi erő és az elemi terület arányának határa. Vagy a hidrosztatikus nyomás a folyadék adott pontján ható erő.

    Más szóval, a folyadék minden részecskéje nyomást gyakorol, mind a fedő részecskékből, mind a folyadék felületére ható külső erőkből. Mindezen erők hatása feszültséget okoz a folyadékban, amelyet hidrosztatikus nyomásnak neveznek.

    A Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) a nyomás mértékegysége 1 Pascal (
    ) – egyenletes eloszlású nyomás, amelynél per 1
    a platform ereje 1 N.

    Nyomásegység mérete
    nagyon kicsi, értéke egy magasságú vízoszlop nyomásának felel meg
    . Ezért a gyakorlatban olyan nyomásegységeket használnak, amelyek többszörösei
    , amelyek a Pascal névhez az SI-ben általánosan elfogadott előtagok hozzáadásával jönnek létre: kilopascal (
    ),megapascal (
    ) És gigapascal (
    ).

    A nyomás numerikus mértékegységei a következők
    ;
    ;
    . A leggyakrabban használt nagyított egység a technikában

    Nyomás egyenlő , hívott technikai légkör (nál nél).

    A hidrosztatikus nyomásegységek közötti átalakítás a következő:

    ;
    ;
    .

    Meg kell jegyezni, hogy korábban a hidraulikával kapcsolatos szakirodalomban és a gyakorlatban számos rendszeren kívüli nyomásmérő egységet széles körben használtak - fizikai és műszaki atmoszférákat, higanymillimétereket és vízoszlopot.

    Fizikai légkör (atm) – a higanyoszlop magasságát kiegyenlítő nyomás
    sűrűségnél
    és a szabadesés gyorsulása
    .

    Technikai hangulat (nál nél) – 1-es erő által keltett nyomás kgf 1-es helyszínre cm 2 .

    A nemzetközi rendszer (SI) nyomásmértékegysége és a korábban használt mértékegységek közötti kapcsolat a következő:

    Az erőhöz hasonlóan a hidrosztatikus nyomás is egy vektormennyiség, amelyet nemcsak a nagyság, hanem az irány is jellemez.

    A hidrosztatikus nyomásnak a következő két tulajdonsága van:

      mindig a belső normál mentén irányul a cselekvési helyre;

      értéke nem a cselekvési terület tájolásától, hanem a kérdéses pont koordinátáitól függ.

    A hidrosztatikus nyomás első tulajdonsága Newton törvényéből következik. Mivel a folyadék nyugalomban van, a nyírófeszültségek nullák; és a folyadékban fellépő feszültségek csak normálisak lehetnek. Könnyű mozgékonysága miatt a folyadék normál körülmények között csak nyomóerők hatására lehet nyugalomban; ezért a hidrosztatikus nyomás csak a belső normális mentén irányítható a cselekvési helyre.

    A hidrosztatikus nyomás második tulajdonságát egy nyugalmi folyadékban mentálisan kivágott elemi triéder prizma egyensúlyának figyelembevételével fogjuk bizonyítani (2. ábra).

    Rajzoljuk meg a koordinátatengelyeket a 2. ábra szerint. Legyen az él AB, egyenlő
    , párhuzamos a tengellyel , él AE, egyenlő
    , párhuzamos a tengellyel
    , és a széle HIRDETÉS a tengellyel párhuzamos .

    Hidrosztatikus nyomás az arcon belül ABCD vegyük egyenlőnek ; a szélén belül ADFE– egyenlő ; a szélén belül BCFE– egyenlő .

    2. ábra A hidrosztatikus nyomás második tulajdonságának kérdéséről.

    A hidrosztatikus nyomás első tulajdonsága szerint a nyomásvektorok ,,normál módon a megfelelő arcokra irányítva.

    Az elemi háromszög prizmára ható összes erőt vetítsük a koordinátatengelyekre.

    Minden erő kivetítése a tengelyre , kapunk

    ábrából 2 egyértelmű, hogy ezért ill

    (9)

    Most vetítsük a tengelyre az elemi háromszög prizmára ható összes erőt :

    Ahol
    - egy háromszög alakú prizma térfogatának gravitációja (0,5 térfogat négyszögletes paralelepipedon), N.

    Ezt észrevéve
    és ezzel csökkentve
    És
    , kapunk

    (11)

    Nagyságrend
    nullára hajlik a határértékben, tehát

    (12)

    Mivel az arc lejtése BCFE tetszőlegesen megválasztva, ebből az következik, hogy a hidrosztatikus nyomás nagysága nem a cselekvési terület tájolásától, hanem a kérdéses pont koordinátáitól függ.



    Előző cikk: Következő cikk:

    © 2015 .
    Az oldalról | Kapcsolatok
    | Oldaltérkép