На частицы сплошной среды действуют Массовые и поверхностные силы,

Массовые силы - это силы действующие на каждый элемент объема независимо от того, имеются ли рядом другие части жидкости.

Массовые силы.

Массовые силы характеризуются вектором плотности массовых сил который представляет собой предел отношения главного вектора массовых сил к массе частицы при стремлении массы к нулю.

- вектор плотности массовых сил

 

Поверхностные силы – это силы, действующие на элементы поверхности на границе раздела.

Поверхностные силы характеризуются напряжениями:

- напряжение поверхностных сил - это предел отношения главного вектора поверхностной силы, приложенного к и величине этой площадки при стремлении ее к нулю. Величина напряжения зависит от выбора направления площадки.

 

n - нормальное напряжение

- касательное напряжение

 

 

 

Гидростатическое давление и его свойства. Единицы измерения

 

Гидростатическим давлением называют нормальное сжимающее напряжение, возникающее в покоящейся жидкости под действием поверхностных и массовых сил,

, (1)

где – элементарная равнодействующая поверхностных и массовых сил (гидростатическая сила), Н; – элементарная площадка действия, м².

Гидростатическое давление есть предел отношения элементарной гидростатической силы к элементарной площади действия , когда последняя стремиться к нулю.

За единицу гидростатического давления принято равномерно распределённое давление, создаваемое силой в 1 Н, на площади в 1 м², т. е. (один Паскаль) = 1

Гидростатическое давление, отсчитываемое от нуля, называют абсолютным ( ), а отсчитываемое от атмосферного ( ) – избыточным ( ), следовательно

. (2)

Очевидно,

. (3)

В гидравлических расчётах величину нормального атмосферного давления считают равной =98100 Па.

1 кгс = = 1 м/с² = 9, 81

1 атм =

1 атм =0, 101 МПа 1 бар = 100 кПа = 0, 987 атм

 

Гидростатическое давление обладает двумя важнейшими свойствами.

Первое– гидростатическое давление всегда нормально к рассматриваемой площадке и направлено внутрь рассматриваемого объема. Это свойство вытекает из сказанного о направлении действия поверхностных сил и нулевых растягивающих сил.

Второе–гидростатическое давление в данной точке жидкости по всем направлениям одинаково. Это следует из того, что к любой точке данного объема жидкости можно провести бесчисленное количество векторов гидростатических давлений, но эта точка может находиться в равновесии только тогда, когда все векторы будут равны между собой.

Третье свойство: гидростатическое давление в данной точке зависит от координат (положения) точки в объеме жидкости и плотности:

р = р(x, y, z, ρ ) (4)

 

Абсолютное, избыточное, вакууметрическое и атмосферное давление.

 

 

 

Существуют несколько типов давления, различающиеся между собой величиной относительно которой производятся измерения.

Давление — действующая сила находящаяся на поверхности тела, деленная на площадь данной поверхности. В системе СИ измеряется в Па (Паскалях).

 

При измерении давления различают абсолютное, избыточное, и атмосферное (барометрическое) давление, а также вакуум или вакууметрическое давление.

Абсолютным (полным) называется давление, отсчитываемое от абсолютного нуля, т. е. истинное давление. Оно может быть как выше, так и ниже атмосферного.

Избыточным (манометрическим) называют давление, отсчитываемое от условного нуля, за который принимают атмосферное давление. Разность между атмосферным и остаточным давлением называютвакуумом, вакууметрическим давлением.

Вакуумметрическое давление – разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением меньше атмосферного:

Р

Избыточное давление

Вакууметрическое давление (вакуум)

1атм =9, 8 ·10⁴ Па = 1 кгс/см² =735 мм рт ст =10 м вод. ст

 

Теорема о давлении в точке.

 

.

Выделим внутри массы жидкости, находящейся в равновесии, малый объем в форме тетраэдра с ребрами dx, dy, dz, со­ответ­ст­-венно параллельными координатным осям, и с массой

dm = , где r – плотность жидкости.

Представим, что жидкость внутри тетраэдра – в виде твердого тела.

Воспользуемся известными уравнениями статики твердого тела, а именно уравнениями проекций сил и уравнениями моментов: они гласят, что сумма всех сил и моментов равны нулю. К действующим силам относятся массовые силы и поверхностные. следовательно:

- вектор плотности массовых сил

где р_y – среднее гидростатическое давление для треугольника АCM с площадью . и так далее для P_x и P_n Р_Z

 

- проекция площади треугольника ABC на плоскость xoz

- проекция объемной силы на ось Y

Пренебрегая как бесконечно малыми относительно p_xиp_y и p_z

Получим что

, ,

Давление в точке жидкости не зависит от ориентации площадки, на которой эта точка расположена.

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Популярное:

1. IV. Поверхностные герметики.
2. XXIV. ПРАВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ЗАРУБЕЖНЫХ ГОСУДАРСТВАХ
3. Автоматизированная система мониторинга вычислительной среды и обнаружения сетевых атак.
4. Адаптация организма к условиям внешней среды и её механизмы. Биологические ритмы организма.
5. Анализ микросреды (методика «Пять сил Портера»)
6. Анализ предметно-игровой среды
7. Анализ предметно-развивающей среды группы детского сада
8. Анализ цепочки создания ценности как инструмент оценки внутренней среды организации
9. Анти-частицы. Взаимные превращения вещества и поля.
10. Арх.физика изучает условия создания комфортной среды здания.
11. В создании водной среды, необходимой для развития зародыша человека,
12. В условиях, связанных с применением физической силы, специальных средств, огнестрельного оружия