Основное уравнение гидростатики
В гидростатике изучаются равновесие жидкостей, находящихся в состоянии относительного покоя. ( При этом форма объема жидкости не меняется, а силы внутреннего трения отсутствуют ).
В любой покоящейся жидкости 
. Уравнения (Н – С) переходят в уравнения Эйлера.
Из уравнений Эйлера следует, что давление в покоящейся жидкости изменяется только по координате z и постоянно во всех точках горизонтальной плоскости, так как 
Интегралом уравнений Эйлера является основное уравнение гидростатики.
(*) 
; z- геометрический напор; ( характеризует удельную потенциальную энергию положения данной точки на произвольно выбранной 
плоскости ), 
- гидростатический (пьезометрический ) напор (характеризует удельную потенциальную энергию давления в данной точке).
Для двух произвольных горизонтальных плоскостей І-І и ІІ-ІІ уравнение (*)
приобретает вид: 
(**)
Решим (**) относительно P2
- 3акон Паскаля– Давление создаваемое в любой точке покоящейся несжимаемой жидкости передается во все стороны с одинаковой силой.
Давление покоящейся жидкости на дно и стенки сосуда
Давление жидкости на горизонтальное дно сосуда везде одинаково. Давление же на его боковые стенки растет с увеличением глубины. Давление на дно не зависит от формы или угла наклона боковых стенок сосуда, а также от объема жидкости в нем.
( p1- давление на поверхности жидкости, p2- давление на дно сосуда ).
|
|
|
То есть p2 зависит только от H – столба жидкости.
Общая сила давления P=pF или 
; 
- площадь дна сосуда.
Сила давления на вертикальную стенку:
где: h-расстояние от верхнего уровня жидкости до центра тяжести смоченной площади 
. Сила давления на вертикальную стенку равно произведению ее смоченной площади на гидростатическое давление в центре тяжести смоченной площади стенки. Точка приложения сил давления на стенку называется центром давления.
Уравнение Бернулли
Интегрирование дифференциальных уравнений движения Эйлера приводит к важнейшему уравнению гидродинамики- уравнению Бернулли. Это уравнение широко используется в инженерных расчетах.
- уравнение Бернулли для идеальной жидкости.
z- нивелирная высота ( геометрический напор )
- гидростатический напор;
- динамический напор;
Из уравнения Бернулли - для любого сечения потока сумма потенциальной 
и кинетической энергий жидкости - величина постоянная.
( Уравнение Бернулли – это частный случай закона сохранения энергии ). При движении реальной жидкости гидродинамический напор H не остается постоянным, так как частицы жидкости встречают сопротивление, вызванное силами вязкости и различными другими препятствиями.
|
|
|
На преодоление этого сопротивления, которое называется гидравлическим расходуется энергия движущейся жидкости, которая превращается в тепло. Это тепло рассеивается в окружающую среду.
Следовательно: 
.
Чтобы сохранить равенство напоров в любом сечении потока в правую часть уравнения Бернулли следует добавить член, учитывающий потерю напора:
- потери напора на трение, 
- потери напора на преодоление местных сопротивлений ( повороты, расширения, вентили, краны и т.д.)
С помощью уравнения Бернулли можно определить необходимый напор для того, чтобы жидкость транспортировалась по данному каналу с заданной скоростью.
Для транспорта жидкости используются насосы. Основными параметрами насосов являются: производительность (м3/с), напор (м). полезная мощность. Насосы бывают различных видов: поршневые, винтовые, пластинчатые, центробежные, вихревые и другие. Классифицируются: на объемные и динамические.В химической промышленности широко применяются сжатие и транспортирование больших потоков газов. Для этого используют компрессоры, которые подразделяются на объемные и динамические.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 447; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!