Скачать презентацию Лекция 1 Гидростатика n n n n n Скачать презентацию Лекция 1 Гидростатика n n n n n

1 и 2 лекции бак ммо.ppt

  • Количество слайдов: 61

Лекция 1. Гидростатика n n n n n 1. Твердые, жидкие и газообразные состояния Лекция 1. Гидростатика n n n n n 1. Твердые, жидкие и газообразные состояния веществ 2. Реакции тел на сжимающие и сдвигающие силы 3. Основные свойства жидкости и газа 4. Идеальная и реальная жидкость 5. Виды сил, действующие на жидкость 6. Структура тел 7. Вектор напряжения 8. Абсолютное гидростатическое давление 9. Давление и его измерение 10. Свойства гидростатического давления

Виды вещества Что такое жидкость? Фазовые состояния вещества (обычные условия) Твердое тело Жидкость Газ Виды вещества Что такое жидкость? Фазовые состояния вещества (обычные условия) Твердое тело Жидкость Газ У газа нет связей между молекулами Есть связи между молекулами Сильные связи между молекулами

Структура. Твердое тело При сжатии молекулы сближаются и начинают изза этого отталкиваться. Возникает сила Структура. Твердое тело При сжатии молекулы сближаются и начинают изза этого отталкиваться. Возникает сила упругости. Растяжению препятствуют силы сцепления. Сила трения вызвана теми же силами взаимодействия молекул, что и обычная упругость, кроме этого происходит разрыв молекулярных связей Атомы твердых тел не в силах разорвать «путы» , связывающие их с ближайшими соседями. Действуют молекулярные и химические (обменные) силы. Молекулы колеблются около положений равновесия, но выдерживают между собой определенные интервалы – твердое тело имеет структуру Твердое тело сохраняет постоянным не только объём, но и форму

Структура тел. Газ Молекулы (или атомы) газа стремительно, как бегуны-спринтеры, проносятся в пространстве, заполненном Структура тел. Газ Молекулы (или атомы) газа стремительно, как бегуны-спринтеры, проносятся в пространстве, заполненном газом. Расстояния между ними значительно превышают собственные размеры. Непрерывно сталкиваясь друг с другом на лету, они дикими зигзагами бросаются из стороны в сторону. Молекулярное притяжение не властно над ними Газ не может сохранять ни форму, ни объем

Структура тел. Жидкость Под влиянием внешней касательной силы перескоки молекул жидкости происходят в направлении Структура тел. Жидкость Под влиянием внешней касательной силы перескоки молекул жидкости происходят в направлении действия силы и жидкость в итоге течет. Необходимо, чтобы время действия силы было много больше времени оседлой жизни молекул. Иначе сила вызовет только упругую деформацию сдвига и обычная вода будет тверда, как сталь Каждая молекула зажата, как в клетке, другими молекулами. Силы Ван-дер-Ваальса удерживают молекулы друг возле друга. Время от времени молекула перескакивает, совершает прыжок, G прорываясь через «прутья клетки» , но тут же попадает под воздействие новых соседей. Время оседлой жизни – 10 – 7 секунды. При сжатии молекулы сближаются и между ними быстро нарастают силы отталкивания, поэтому не способна сохранять Жидкость сохраняет свой объём, но объём жидкости практически не изменяется форму – течет под действием касательной силы

Жидкость - сплошная среда (заполняет пространство без пустот и промежутков) Капельные (несжимаемые) Газы (сжимаемые) Жидкость - сплошная среда (заполняет пространство без пустот и промежутков) Капельные (несжимаемые) Газы (сжимаемые) Жидкость – это не фаза состояния вещества Жид кост ь–с сред плош а ная ечто это н чь – ость ожет те Жидк что м акое, т

Реакция жидкости на действие сжимающих сил ДАВЛЕНИЕ в точке внутри жидкости – сжимающее напряжение, Реакция жидкости на действие сжимающих сил ДАВЛЕНИЕ в точке внутри жидкости – сжимающее напряжение, отклик на деформацию Сжимающие силы Закон Гука РЕЗЮМЕ: Жидкое тело сохраняет практически постоянным Е – модуль упругости жидкости, Если который оченьоказываетсяхарактеризует объем, на жидкость трудно изменить, даже прикладывая давление величину межмолекулярных сил при сжатии. в 10 МПА, изменение объё Не имеет структуры, к нему значительные силы. ма составляет 0, 5%! поэтому в О(Е)=109 Па. Е воды=2. 109 Па данной точке сжимающие напряжения по всем направлениям одинаковы.

Реакция твердого тела на действие сил Напряжение – реакция вещества на внешнее силовое воздействие Реакция твердого тела на действие сил Напряжение – реакция вещества на внешнее силовое воздействие Твердое тело Сдвигающие силы Закон Гука р – сжимающее напряжение Е – модуль упругости, характеризует величину межмолекулярных сил при сжатии. О(Е)=1011 Па=105 МПа=106 атм. Изменение объёма V=0 на практике! Сжимающие силы Расстояния между молекулами (и межмолекулярные силы) различны по разным направлениям, поэтому и сжимающие напряжения РАЗНЫЕ по направлениям – касательное напряжение. Вязкость - характеризует величину межмолекулярных сил при деформации сдвига, возможность изменения формы. Вязкость очень велика! Чтобы измененить форму, нужны очень большие силы! РЕЗЮМЕ: Твердое тело сохраняет постоянными объем и форму, которые очень трудно изменить, даже прикладывая к нему значительные силы. Имеет структуру

Реакция жидкости на действие сдвигающих сил Жидкости не могут сопротивляться сдвигающим силам и непрерывно Реакция жидкости на действие сдвигающих сил Жидкости не могут сопротивляться сдвигающим силам и непрерывно изменяют свою форму. В результате наблюдается ТЕЧЕНИЕ (движение) жидкости ё Жидкости не сохраняют определенной формы и принимают форму сосуда, в котором находятся От твердых тел их отличает свойство текучести – способность двигаться под действием сколь угодно малых касательных сил

Силовое воздействие на жидкость Сила – мера взаимодействия двух тел F 0 R 1 Силовое воздействие на жидкость Сила – мера взаимодействия двух тел F 0 R 1 G R 2 Fо – сила давления газа, G – вес жидкости, R 1, R 2, R 3 – реакции стенок и дна сосуда СИЛЫ R 3 Поверхностные Массовые Пропорциональны площади контакта Пропорциональны массе жидкости

Поверхностные силы Возникают на поверхности контакта двух тел Силы реакции стенок, сила трения, сила Поверхностные силы Возникают на поверхности контакта двух тел Силы реакции стенок, сила трения, сила давления жидкости или газа на стенки, сила упругости сжатой пружины и др Это электромагнитные силы, их основа –взаимодействие между электрически заряженными частицами, связанными друг с другом в нейтральные тела Молекулярные Химические (обменные)

Плотность -масса жидкости, заключенная в единице ее объема. кг/м³ (СИ) Удельный вес -вес единицы Плотность -масса жидкости, заключенная в единице ее объема. кг/м³ (СИ) Удельный вес -вес единицы объема -жидкости. Н/м³ (СИ). Уравнение Д. И. Менделеева Относительная плотность – безразмерная единица!!!

Плотность капельной жидкости Свободная поверхность m, V Плотность капельной жидкости Свободная поверхность m, V

Плотность газа Газ заполняет все предоставленное пространство Уравнение Клапейрона. Менделеева m, V Изотермический процесс Плотность газа Газ заполняет все предоставленное пространство Уравнение Клапейрона. Менделеева m, V Изотермический процесс

Газообразные жидкости имеют меньшую плотность При изменении давления и температуры по объем и плотность Газообразные жидкости имеют меньшую плотность При изменении давления и температуры по объем и плотность газа рассчитывают сравнению с капельными, при этом имеется сильная газов, подчиняющихся Для идеальных зависимость плотности законам поот температуры соотношениям: следующим и давления. Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, зависимость между температурой, плотностью и давлением определяется уравнением состояния Менделеева-Клапейрона: При нормальных условиях плотность газа определяется из уравнения: Число Авогадро

n Сжимаемость жидкостей характеризуется коэффициентом сжимаемости который равен отношению изменения относительного объема жидкости к n Сжимаемость жидкостей характеризуется коэффициентом сжимаемости который равен отношению изменения относительного объема жидкости к изменению давления: (м 2/Н). n – величина, обратная коэффициенту сжимаемости. n n Модуль упругости Коэффициент сжимаемости и модуль упругости изменяются в зависимости от температуры и давления. Для нефтепродуктов в среднем для глинистых растворов Температурное расширение (град-1) n В гидравлических расчетах величиной можно пренебречь, кроме тех случаев, когда имеет место гидравлический удар.

Поверхностное натяжение. Молекулы жидкости, расположенные на ее поверхности или непосредственно у поверхности, испытывают Размерность Поверхностное натяжение. Молекулы жидкости, расположенные на ее поверхности или непосредственно у поверхности, испытывают Размерность поверхностного притяжение со стороны молекул, находящихся внутри натяжения в СИ: жидкости, в результате чего возникает давление, направленное внутрь жидкости перпендикулярно ее Силы поверхностного натяжения поверхности. оказывают на жидкость Действие этих сил проявляется в стремлении жидкости дополнительное давление, уменьшить свою поверхность; на создание новой Размерность в системе перпендикулярное к ее СГС: поверхности требуется затратить некоторую работу. поверхности, величина которого Поверхностным натяжением жидкости σ называют определяется для образования работу, которую надо затратить уравнением Лапласа: единицы новой поверхности жидкости при постоянной температуре. Поверхностное натяжение уменьшается с повышением температуры. Силы поверхностного натяжения нужно учитывать при движении жидкости в капиллярах, при барботаже газа и т. п. где r 1 и r 2 - главные радиусы кривизны поверхности элемента жидкости.

Вязкость Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление ее движению, т. е. взаимному перемещению ее Вязкость Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление ее движению, т. е. взаимному перемещению ее частиц. Напряжение внутреннего трения (сдвига) Напряжение внутреннего трения, возникающее между слоями жидкости при ее течении, прямо пропорционально градиенту скорости Динамический коэффициент вязкости (вязкость)

n Единицы измерения вязкости μ: n Соотношение между Па*с и П: Кинематический коэффициент вязкости n Единицы измерения вязкости μ: n Соотношение между Па*с и П: Кинематический коэффициент вязкости или кинематическая вязкость ν: n Единицы измерения кинематической вязкости : n

Различное влияние температуры на вязкость капельных жидкостей и Вязкость жидкостей с Динамический коэффициент вязкости Различное влияние температуры на вязкость капельных жидкостей и Вязкость жидкостей с Динамический коэффициент вязкости газов обусловлена тем, что повышением вязкостьдля газов при температурах, газов имеет молекулярнотемпературы кинетическую отличных от 0ºС, природу, а вязкость уменьшается, вязкость рассчитываютосновном капельных жидкостей в по формуле: газов – увеличивается. зависит от сил сцепления между молекулами. формула Гросса

Неньютоновские жидкости Закон трения Ньютона справедлив для всех газов и многих жидкостей с низкой Неньютоновские жидкости Закон трения Ньютона справедлив для всех газов и многих жидкостей с низкой молекулярной массой (ньютоновские жидкости). Однако, ряд жидкостей (растворы полимеров, коллоидные растворы, пасты, суспензии и др) обнаруживают более сложные вязкостные свойства, которые не могут быть описаны законом Ньютона (неньютоновские жидкости). Для неньютоновских жидкостей вязкость зависит не только от параметров состояния, но и от условий течения.

Пластичные жидкости Вязкость пластичных жидкостей зависит от скорости сдвига. напряжением сдвига Неньютоновские жидкости Зависимость Пластичные жидкости Вязкость пластичных жидкостей зависит от скорости сдвига. напряжением сдвига Неньютоновские жидкости Зависимость между касательным бывают пластичными и градиентом скорости (суспензии, мокрый песок, может быть представлена глины, пасты) графически ии называется кривой течения. псевдопластичными При малых напряжениях сдвига (растворы полимеров) эти жидкости не текут, а только изменяют форму При τ, большей некоторого значения τ0 , начинается течение этих жидкостей. Уравнение кривой течения: пласт ичная вязко сть

Кривая течения вязкой (ньютоновской) жидкости является прямой, проходящей через начало координат графика с тангенсом Кривая течения вязкой (ньютоновской) жидкости является прямой, проходящей через начало координат графика с тангенсом угла наклона, равным вязкости жидкости μ. Пластичные жидкости Вязкость пластичной жидкости, движущейся по трубопроводу, выражается следующей формулой: Вязкость пластичной жидкости не является постоянной: она уменьшается с возрастанием напряжения. Кривая течения пластичной где d- диаметр трубопровода, м; жидкости является прямой, w - средняя скорость жидкости отсекающей на оси ординат графика отрезок в трубопроводе, м/с. τ0 и имеющей тангенс угла наклона, равный пластичной вязкости η.

Псевдопластичные жидкости В отличие от пластичных жидкостей псевдопластичные жидкости начинают течь при самых малых Псевдопластичные жидкости В отличие от пластичных жидкостей псевдопластичные жидкости начинают течь при самых малых значениях τ, но вязкость этих жидкостей изменяется от μ 0 до μ∞, приближаясь с возрастанием τ к вязкости пластичной жидкости.

ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОСТАТИКИ 1. Гидростатическое давление 2. Атмосферное давление 3. Дифференциальное уравнение равновесия Эйлера 4. ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОСТАТИКИ 1. Гидростатическое давление 2. Атмосферное давление 3. Дифференциальное уравнение равновесия Эйлера 4. Равновесие тела в покоящейся жидкости

Вектор напряжения Силы деформируют объем жидкости, в результате изменяются межмолекулярные силы и возникает напряжение Вектор напряжения Силы деформируют объем жидкости, в результате изменяются межмолекулярные силы и возникает напряжение Выделим внутри жидкости вокруг точки А площадку ds. Сила d. F 1 характеризует действие частиц, находящихся вверху площадки, а сила d. F 2 - находящихся внизу площадки Вектор напряжения – предел отношения элементарной поверхностной силы d. F к площади ds при стремлении площади ds к нулю с сохранением ориентации площадки. Вектор напряжения зависит от ориентации площадки. Их число – бесчисленное множество. Каждый вектор может иметь нормальную по отношению к площадке и касательную составляющую В общем случае вектор напряжения является тензором (от лат. tensus - напряженный), то есть имеет 9 компонент, чтобы можно было описать различия в реакции материала в зависимости от направления Напряжение – реакция вещества на внешнее силовое воздействие

Абсолютное гидростатическое давление В покоящейся жидкости отсутствуют касательные напряжения и расстояния между молекулами одинаковые Абсолютное гидростатическое давление В покоящейся жидкости отсутствуют касательные напряжения и расстояния между молекулами одинаковые по всем направлениям. Поэтому модули нормальных напряжений на всех площадках, проходящих через точку А, равны между собой и называются абсолютным гидростатическим давлением Давление–скалярная величина, имеющая размерность напряжения р=|сила/площадь|=н/м 2=Па(Паскаль); 106 Па =1 МПа

Атмосферное давление - это сила, действуюшая со стороны воздушной атмосферы на единицу площади поверхности Атмосферное давление - это сила, действуюшая со стороны воздушной атмосферы на единицу площади поверхности Земли в перпендикулярном к поверхности направлении. Среднюю величину атмосферного давления можно получить, если разделить вес всех молекул воздуха на площадь поверхности Земли.

Давление в газе При изменении импульса появляется сила, в данном случае это сила давления Давление в газе При изменении импульса появляется сила, в данном случае это сила давления газа на поверхность жидкости. Единичная (на единицу площади) сила давления и есть давление газа В идеальном газе отсутствуют связи между молекулами Молекулы газа совершают хаотическое (броуновское) движение. При этом они ударяются о поверхность жидкости и теряют свой импульс В малых объёмах р0 =const Состояние газа определяется тремя параметрами – абсолютным давлением р, плотностью и абсолютной температурой T, которые связаны уравнением состояния (уравнением Клапейрона ): p× V = m× R× T

Измерение атмосферного давления В верхней части трубки образуется пустое пространство, заполненное парами ртути (р» Измерение атмосферного давления В верхней части трубки образуется пустое пространство, заполненное парами ртути (р» 0). Это происходит потому, что атмосферное давление способно удерживать столбик ртути высотой всего 75 см (при атмосферном давлении равном 1 атм ртуть рат = р0 + g. H; H=105/13600/9, 8 =0, 75 м=75 см вода рат = р0 + g. H; H=105/1000/9, 8 10 м

Атмосферное давление При изменении атмосферного Если в жидкую ртуть опустить трубку, давления изменяетсяртуть под Атмосферное давление При изменении атмосферного Если в жидкую ртуть опустить трубку, давления изменяетсяртуть под в которой создан вакуум, то высота действием давления поднимается жидкости в трубке. Это позволяет в ней на такую высоту, при использовать жидкостикоторой такую трубку давление столба станет в качестве прибора для равным внешнему атмосферному давлению на открытую поверхность измерения давления – ртути ртутного барометра Если р0 =0: воды: Для ртути:

Атмосферное давление Можно ли, пользуясь поршневым насосом, через шланг накачать воду из лужи во Атмосферное давление Можно ли, пользуясь поршневым насосом, через шланг накачать воду из лужи во дворе в большую химическую аудиторию, которая находится на третьем этаже института на высоте примерно 15 м?

Атмосферное давление не только должно поднять воду к насосу на А сюда H, но Атмосферное давление не только должно поднять воду к насосу на А сюда H, но и создать высоту носите движение жидкости и преодолеть воду ведрами! силу трения. На практике высота всасывания насоса не превышает 5 -6 м Торичелли: не насос втягивает воду, а атмосферное давление её поднимает вверх, когда на всасывающей линии насоса образуется разреженное пространство (рвх < ратм)

Давление абсолютное, избыточное и разрежение (вакуум). Соотношения между единицами измерения давления: Абсолютное давление: 1 Давление абсолютное, избыточное и разрежение (вакуум). Соотношения между единицами измерения давления: Абсолютное давление: 1 атм (физ)= 760 мм рт. ст. =10, 33 м вод. ст. = = 1, 033 кгс/см 2 =10330 кгс/м 2 = 101300 н/м 2 (Па) 1 ат (техн) = 735, 6 мм рт. ст. =10 м вод. ст. =1 кгс/см 2 = =10000 кгс/м 2 = 98100 н/м 2. [ата] [ати] [атм] Вакуум (разрежение) Приборы для измерения давления (манометры, вакуумметры) показывают не абсолютное давление внутри замкнутого объема, а разность между абсолютным и атмосферным, или барометрическим, давлением. Эту разность называют избыточным давлением [ати].

Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера Элементарный объем d. V будет находиться в равновесии, если сумма Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера Элементарный объем d. V будет находиться в равновесии, если сумма проекций действующих сил на каждую ось координат равна нулю. Для оси х: Для оси y: Для оси z:

Равновесие тела в покоящейся жидкости Равновесие тела в покоящейся жидкости

Равновесие тела в покоящейся жидкости вертикальная составляющая гидростатического давления жидкости на погруженное тело направлена Равновесие тела в покоящейся жидкости вертикальная составляющая гидростатического давления жидкости на погруженное тело направлена вверх и равна весу жидкости в объеме тела. Направленная вверх сила называется подъемной (архимедовой), а полученный выше результат иллюстрирует закон Архимеда.

Условие плавания тел Если А равна GT , то тело находится Если А меньше Условие плавания тел Если А равна GT , то тело находится Если А меньше GT GT , то тело всплывает Если А больше , то тело тонет в состоянии безразличного равновесия

Давление на плоскую стенку Сила давления жидкости на плоскую стенку равна произведению величины гидростатического Давление на плоскую стенку Сила давления жидкости на плоскую стенку равна произведению величины гидростатического давления в ее центре тяжести на величину площади смоченной поверхности. Cила давления жидкости на дно сосуда не зависит от формы или объема сосуда, а только от площади дна и высоты уровня жидкости в сосуде.

Центр давления Точка приложения равнодействующей Р сил давления жидкости на стенку называется центром давления Центр давления Точка приложения равнодействующей Р сил давления жидкости на стенку называется центром давления Для стенок с вертикальной осью симметрии центр давления лежит на этой оси. Центр давления расположен всегда глубже, чем центр тяжести стенки. В частности, для вертикальной прямоугольной стенки центр давления расположен на расстоянии 2/3 Н от верхнего уровня жидкости.

Гидростатическое давление Среднее гидростатическое единицу давление поверхности Давление жидкости на называется гидростатическим давлением или Гидростатическое давление Среднее гидростатическое единицу давление поверхности Давление жидкости на называется гидростатическим давлением или просто давлением.

Гидростатическое давление Гидростатическое давление

Гидростатическое давление Очевидно, равнодействующая всех сил, направленных вертикально, будет равна нулю, так как тело Гидростатическое давление Очевидно, равнодействующая всех сил, направленных вертикально, будет равна нулю, так как тело находится в равновесии. Гидростатическое давление в жидкости основное пропорционально высоте ее слоя уравнение и на одинаковой глубине имеет одну и ту же величину во всех точках жидкости. гидростатики

Гидростатическое давление Если верхнее основание выделенного объема совпадает с поверхностью жидкости, то выталкивающая сила Гидростатическое давление Если верхнее основание выделенного объема совпадает с поверхностью жидкости, то выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме выделенного фрагмента.

Гидростатическое давление В замкнутом сосуде давление, производимое Гидростатическое давление направлено по внешними силами на Гидростатическое давление В замкнутом сосуде давление, производимое Гидростатическое давление направлено по внешними силами на жидкость или газ, нормали к поверхности, на оно передается без измененияего в которуюточке по всем направлениям действует, а величина данной в каждую точку от направления. газа. не зависит жидкости или (закон Паскаля) Почему еще никому не Если бы гидростатическое давление было направлено не по нормали к поверхности, то появились бы силы, удалось надуть квадратный действующие вдоль поверхности, что вызвало бы воздушный шарик, чтобы он перемещение жидкости. Однако, это противоречит летал в виде куба? условию, что жидкость находится в покое. Вторая часть условия вытекает из основного уравнения гидростатики: величина давления зависит только от плотности жидкости и глубины погружения.

Насос – всасывание жидкости Экспериментальный факт – насос не может поднять воду на высоту Насос – всасывание жидкости Экспериментальный факт – насос не может поднять воду на высоту более чем 10 м рат = рвх + g. H; H=105/1000/9, 8 10 м Атмосферное давление не только должно поднять воду в насосе на высоту H, но и создать движение жидкости и преодолеть силу трения. На практике высота всасывания насоса не превышает 5 -6 м Торичелли: не насос втягивает воду, а атмосферное давление её поднимает вверх, когда при вращении рабочего колеса центробежного насоса на входе образуется разреженное пространство (рвх < рат)

Свойство 1 давления в жидкости На плоскости 0 -0 давление равно р0 На плоскости Свойство 1 давления в жидкости На плоскости 0 -0 давление равно р0 На плоскости 1 -1 давление равно р1 Свойство 1. Во всех точках горизонтальной плоскости, проведенной через однородную жидкость, давление одинаково Если бы это было не так, жидкость бы двигалась по направлению от большего давления к меньшему

Свойство 2 давления в жидкости сверху: рат+R/s), снизу: (рат+рм - ×g×H) сверху: рат+R/s+ ×g×H, Свойство 2 давления в жидкости сверху: рат+R/s), снизу: (рат+рм - ×g×H) сверху: рат+R/s+ ×g×H, слева: рат+рм cправа: рат+ ×g×h У жидкости нет структуры и по всем направлениям расстояния между молекулами одинаковы. Поэтому при деформации возникают одинаковые межмолекулярные силы и одинаковые напряжения, то есть давления Это означает, что давление в жидкости на определенном уровне можно определять и сверху, и снизу, и слева, и справа.

Свойство 3 давления в жидкости R N F p T Свойство 3. На внешней Свойство 3 давления в жидкости R N F p T Свойство 3. На внешней поверхности жидкости давление направлено перпендикулярно к поверхности Согласно этому свойству, силы давления жидкости на поверхности твердого тела всегда перпендикулярны поверхности. Если бы давление не было перпендикулярно, со стороны поверхности действовала бы на жидкость касательная сила T, которая привела бы её в движение По III-му закону Ньютона (действие равно противодействию), со стороны жидкости на стенки сосуда также действуют силы

Гидростатическое давление р р Гидростатическое давление р р

Измерение давления Мембрана деформируется под действием силы R =(ppат)×S, где S - площадь действия Измерение давления Мембрана деформируется под действием силы R =(ppат)×S, где S - площадь действия давлений. Так как деформация пропорциональна разности давлений (p-pат), эту разницу давлений прибор и показывает. Манометрическое давление - разность абсолютного и атмосферного давления pм=p - pат pv=pат - p Вакуумметрическое давление - разность атмосферного и абсолютного давления

Дифференциальный манометр измеряет разность давлений На уровне 0 -0 давление: р = р1 - Дифференциальный манометр измеряет разность давлений На уровне 0 -0 давление: р = р1 - r × g × H р = р2 - r × g× (H+h)+rртg× h р1 - p 2 = (r рт -r )× gh

Закон Архимеда F 1 W 1 H F 2 = F 4 – F Закон Архимеда F 1 W 1 H F 2 = F 4 – F 3 ; F 3= g. V 2 W 0 F F 2 F = F 2 – F 1; F 1 = g. V 1; W 0 F 4= g. Hs= g(V 1 +V 0 +V 2) F 2 F 3 s F = g. V 0 Суммарная сила W 2 F = F 4 – F 3 – F 1; F= g(V 1+V 0 +V 2 -VW 1) F 4 Выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме погруженной части тела

Сила Архимеда – физический смысл h h p = gh W F F площадь Сила Архимеда – физический смысл h h p = gh W F F площадь s р- сжимающее напряжение за счет веса столба жидкости F = gh. s F = g. W Выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме погруженной части тела

Равновесие жидкости в движущемся сосуде Абсолютный покой – Относительный покой – сосуд вместе с Равновесие жидкости в движущемся сосуде Абсолютный покой – Относительный покой – сосуд вместе с жидкостью движется с ускорением а сосуд неподвижен 900 G В равновесии жидкость может воспринимать только силы, нормальные к поверхности Массовая сила должна быть свободной поверхности жидкости, чтобы она была в равновесии. Таким образом, свободная поверхность жидкости в этом случае расположена горизонтально В зависимости от направления ускорения а жидкость становится или «легче» , или тяжелее» Fи 900 R=mg-ma; При a=g: R=0 – невесомость! a R G Fи=ma G=mg a=g

Практические задачи 1. Сила R свободной поверхности; Основа: 2. Равенство объёмов жидкости до и Практические задачи 1. Сила R свободной поверхности; Основа: 2. Равенство объёмов жидкости до и после движения h Fи a H R Изменение давления: G LW Ctg = 2. h /L = = ma/mg= a/g; h= L. a/2 g W p= . g. h; p = . g. L. a/2 g Силы давления определяются обычным образом. На плоскую стенку: F=pц. т. . s

Равновесие жидкости во вращающемся сосуде H/2 H Fи H 0 z r N h Равновесие жидкости во вращающемся сосуде H/2 H Fи H 0 z r N h G R W A z 0 tg = dz/dr = ma/mg= 2 r/g; dz= 2/g. rdr

Осевое давление 1 F+d. F Fи F Этот способ применяют для определения силы осевого Осевое давление 1 F+d. F Fи F Этот способ применяют для определения силы осевого давления жидкости на рабочие колеса центробежных насосов, на крышки центрифуг а также при определении сил сцепления валов в фрикционных муфтах F= p. 2 rh Fи=m 2 r= 2 rdrh. 2 r; d. F= dp. 2 rh F+ Fи – (F+d. F)=0 2 rdr-dp=0 N –сила давления на крышки 1 и 2 2 r dr Определение осевых сил

Контрольная работа № 1 1. Что изучает гидравлика? 2. Что такое гидравлика? Ее составные Контрольная работа № 1 1. Что изучает гидравлика? 2. Что такое гидравлика? Ее составные части. 3. Что такое гидромеханика? 4. Какая жидкость называется идеальной? 5. Какие силы действуют на жидкость? 6. Плотность и удельный вес. 7. Что такое сжимаемость? 8. Относительная плотность 9. Как определить плотность капельной жидкости? 10. Как определить плотность газообразной жидкости? 11. Какие виды жидкости бывают? 12. Как определить коэффициент температурного расширения? 13. Поверхностное натяжение 14. Изменение вязкости газообразной жидкости с изменением температуры. 15. Вязкость 16. Что такое гидростатическое давление? 17. Какая жидкость является ньютоновской? 18. Какая жидкость является неньютоновской? 19. Изменение вязкости газообразной жидкости с изменением температуры

20. 1 -ое свойство гидростатического давления. 21. Как определить среднее гидростатическое давление? 22. Основное 20. 1 -ое свойство гидростатического давления. 21. Как определить среднее гидростатическое давление? 22. Основное уравнение гидростатики 23. 2 –ое свойство гидростатического давления. 24. 3 -е свойство гидростатического давления 25. Атмосферное давление 26. Избыточное давление 27. Формула гидравлического пресса 28. Вакуум 29. Какое давление измеряют приборы? 30. Абсолютное давление 31. Единицы измерения давления. 32. Закон Паскаля. 33. Закон Архимеда 34. Относительный покой жидкости 35. Относительный покой жидкости при ее ускоренном прямолинейном движении 36. Относительный покой жидкости при ее вращательном движении

К расчету динамического коэффициента вязкости Ø Для смеси нормальных (неассоциированных) жидкостей значение μсм может К расчету динамического коэффициента вязкости Ø Для смеси нормальных (неассоциированных) жидкостей значение μсм может быть вычислено по формуле: где μ 1, μ 2, . . . - динамические коэффициенты вязкости отдельных компонентов; х’ 1, х’ 2, … - мольные доли компонентов в смеси. Ø В соответствии с аддитивностью текучестей компонентов динамический коэффициент вязкости смеси нормальных жидкостей определяется уравнением: где xv 1, xv 2, … - объемные доли компонентов в смеси. Ø Динамический коэффициент вязкости разбавленных суспензий μс может быть рассчитан по формулам: при концентрации твердой фазы менее 10% (об) при концентрации твердой фазы до 30% (об) где μж –динамический коэффициент вязкости чистой жидкости, φ – объемная доля твердой фазы в суспензии.