Гидростатическое давление и его свойства. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости. Поверхности равного давления

 

В общем случае поверхностная сила , действующая на площадке  , направлена под некоторым углом к ней. Ее можно разложить на нормальную  и тангенциальную   составляющие.

Сила , если она направлена внутрь объема, называется силой давления.

Сила  называется силой трения.

Как массовые, так и поверхностные силы в гидромеханике рассматривают обычно в виде единичных сил, т. е. сил, отнесенных к соответствующим единицам.

Массовые силы относят к единице массы, а поверхностные – к единице площади.

Так как всякая массовая сила равна произведению массы на ускорение, то, следовательно, единичная массовая сила численно равна соответствующему ускорению.

Единичная поверхностная сила, называемая напряжением поверхностной силы, как и всякая сила, раскладывается на нормальное и касательное напряжения.

Нормальное напряжение, т. е. напряжение силы давления, называется гидромеханическим (в случае покоя – гидростатическим)) давлением или просто давлением и обозначается буквой р.

В общем случае гидромеханическое давление в данной точке равно пределу, к которому стремится отношение силы давления к площадке, на которую она действует, при стремлении величины площадки к нулю, т. е. при стягивании площадки в точку:

                                               .

Если сила давления   равномерно распределена по площадке  или ищут среднее значение гидромеханического давления, то последнее определяют по формуле:

                                               .

Если давление р  отсчитывается от нуля, то оно называется абсолютным.

Если давление р  отсчитывается от атмосферного, то оно называется избыточным, или манометрическим.

За единицу давления в международной системе единиц (СИ) принято равномерно распределенное давление, при котором на площадь 1 м² действует сила 1 ньютон, т. е. 1 Н/м² [Паскаль].

Внесистемная единица – техническая атмосфера равна килограмму-силе на см² [ 1 кгс/см² ].

           1 та = 1 кгс/см² = 10000 кгс/м².

           1 Н/м² = 0, 102 кгс/см² .

           1 кгс/см² = 9,81 КН/м².

Касательное напряжение в жидкости, т. е. напряжение трения, обозначается буквой   и выражается подобно давлению пределом:

                                       

Гидростатическое давление отличается тремя свой­ствами:

Гидростатическое давление направлено по внутренней нормали к площадке, на которую оно действует. Если поверхность криволинейная, то давление направлено нормально к касательной этой поверхности.

2. Гидростатическое давление в точке жидкости одинаково по всем направлениям или, иначе, гидростатическое давление не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует;

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: