Лепёшкин Гидравлика (1003560), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В! личин!! Д„»» ВССГЛ»ъ пРиводитсй В абсгягкътъгьгх Дяалсииях $$ и!висит от температуры. 12 Д$В$ гър$$мср»а на !ънс. 1.5 $$р$$$кзгсна зля!!сиз!ость дагглсния насм$цсн- я! ных $$В)къ$! Вю аы от тсм$$сратурм. Иа Г!ъзфикс В$4дс$$сгл! точка,4, сх$отвс$ - А етву$опв$Я тсм$$сркгурс 100 С и нор- С мальному ятмосфсрному лаялсинкь $$$ р„, Если на сао6$$$$$$$ъй гкйгсрх$$$$стн Волы ГОхлать Огълсс В$ясггкос лавлснис р!» тО Она закипит Щъи бОлсс 7$ $СС Г! Т'.'Г! высокой тсмпс!ъ т)7$с 7! (тгъчьа 8$$а !»Иь ! 5 3аагк$$нгкть$$агькннй рис.
1.5). И наоборот, при малом лаа насмягс$$ных $$агкчг воль! сг лснни ДЪ В$ВВ$ закипаст щъи болсс тс$»$псгх$ъуг»м Низкой тсмпсратурс 7$ (тачка () на рнс, 15). При а$$ал$$зс тсрьггйпп$$$мичсскгпг циклов $$сконцяях машин взгкнгль$ яв$$йстся прпггссс $$$$р$къбразп$$ания гн$слс начала $:щ$снщ$ жилкооп!. В Ятом случас В сос)»»чс, Гдс $$роггсхгълъ$Т кнпснис, с)ъисст$$уст нс ж$$лкосъь н нс Газ, а так назмВасмай ллухфазная срс»аа. Она состоит из смсси жидкости с газом и облацаст особыми, присуш$$М$$ пгпько сй свпйстгя$мы, $$В$$рнмс!$» Ясли !$$$1кюбразгъгганис $$роисх$$$$ит Щъи поспи!ином давлснии, то и тсмпсргпура двухфазной срсдм также скпас$ся постоянной, а сс поямшгнис начииастся только послс $$срсхгЪДЯ Вгх$6 жидкости (до мель тайп!их капсль) в гатообраз$$ос состоянис Эта особспносп.
Двухфазггой среды использустся в паровых машинах и большинсп$с холодгп$ьнмх у~та$$овок. П(ън атом двухфазнуго срсду назьпйпот гьт»Бкныь$ па)яъм (Газ со азвсшсннмми каплями жидкости), В чипо гззооб(хгзнос состойнис жидкосгъ$ — сухим паром. Если паро$$6(ЯЬзован$$с пронсход$$т В закрьггоь$ сосудс» то ОНО соп)ъОВОжластсй поамшсиисм Даалсния, Пргягссс идст по линии пг точки 6' к точке 4, затсь$ () и лалсс (см. рис.
1.6). Э$$! недопустимо, так как можст $$р$$ВФ."$$$ к ава!ЪийнОму рязруп$снггкь сосуда (азрмяу). Гиаростатикой иазывастся раздел !Т»$!равлики, Й кп»ором рассматриваются,"я»коны«справслдивыс для ПОкоя»иихся жидкОстсй, В нсподвижиой жилсосп» Возни юпот только иапряжсния сжатия и нс могут дсйствоаа»ь касйхсльнь»с иапрйжсния, так как любос касатсльнос напряжсиис жидкости вызовет сс д»я»жснис, т. с, иару- твитс4жтОЯНГ»с покоя. В $»тй»разд. |.2 было по»агино„что на»ттл1жси$!я сжатия вызыааст сила, дсйст»!уюп»ай псрпсндикулярно па бесконсчно малу ю пло!павку.
Оп".юла В$»т»з!Вст псрвт»с свойство птар»»с$В- ти'я,'скоГО давлсння". На внсшнсй поасрю»осзт! жидкосГи Б$влсн»!с создаст силу, дейстаукяпую ио нормали внутрь рассыатрт!»Й»смог!! Обжив жилкооп». Прнчсм пОЛ В1»си»нсй $$О»$срхиостъю жидкосп! след!»тх пониья$ТЬ НС ТОЛЬЬТ! СВ$$боаныс повсрхнОСГИ жнакоСГН и стси- КИ СГ$СУД»»Й«НО И ПОЙСРХНОСЗТ! Обьсмоа, Вмдслясмых в ЛОВ!ХОСТ'$!. ВтЩюс сВОйспю Гт»ЛДОств««тчсскохо лавлсний сг$стоит а 'п»м„чтО В ЛЮбой ТОЧКС ЙНУтри покоя»$$сйся жидкоСГИ птдрОСТВП!Чсск»»С давлсннс лсйствует по всем направлсниям одииакояо, т.с.
Лавлснис ссть скалярная Всличина, Исхоля из этих свойств гилростатичсскохо дмлс»$$!Й, можно получить Ос!к!аной зактч! Гилросппики. Пусть жнлкость находится В СОСУДС, а На СС СВОбйлную повсрхнОСТЬ Дсйствуст Давдсиис $$, (рис. 2. ($. Определим даш!Снис р в произвольно Выбранной точке, котт$рай нахсхтнтся $»а !Лубнис !!.
Длй опрслслс»!Ия искомого лавлсния р Вокруг произвтип«ио Выбранной тОчки Йозььй«м бсскоис«$$»О Малу!О тс!ризоттг«»лы!ук! плов»лд- ку ду и !юстрот!и $1а нсй !шлт!»ьз($ л» до открыт»»й поверхности жидкости. Г(а Выдслсииый !$(п«см ж»»лкостн сВсрху Вииз дсйствуйзг сила«равна»! щ)Оизвсдс!»$»кт $»авлснт»Й р$«$»а $»ЯО!Йааь гьз, и Йсс вылс»$снно$т» обьсма — жизкосхи б.
В выбранной точке ис- $« кОмОс даштснис р дсйютвуст НО Вссм нат»равлснт!Йм ОлинакОВО (Второс сВОЙствО гтщзОствп!«»сск!$ГО ллш»с" РГ»с,2Л, Охсма лай Вмажь н»»Й!. НО иа Й»лдслси»»ыт! О(псм соОсноа»ю»Ф уравнения зла»Й$смая этим давлением сила дсй- ГЙЛ»ХХЗЗ»'НК 1! стеуст пО нормали к поасрхн»$сти и $!ш»(х»ю!сиа гй»утрь !хтъсм»! (псраос свойство гидростатичсскогодав«зс»$ия», т,с. Сила направлена в»х!рх н равна пронзвслснию р на «ь»тб'.Тогл у О »емр 1Я ыд, »но»ос!б »а "юкости Й всрт»»юльноы иаправлснии бут!ст рааснспк! рЛ.У-(У- д!Й.У ': б.
Всс (! выделенного щ»лиидри жидкости можно опрсз!схппь, падсчйтав сто гбьсм $$': б' = И~'ря = 6.9Х»х. Под!павив ыатсмат»»чсск!$с ВьЦх»жси»!с ллй (7 в уравнси»!с ГЙ»в- $»о»»ссия и рсп»нв сто относнп.льно искомого давлсния р, окончаТФ$»ьно пОлучим Получсинот,' у(ЙЙ»нсн»»с называ$0т ОснОВным закОИОм п»$$(юст«Этики, Оио позвсц!Яст подсч»»т»пь давление Й любой точке внутри ПОКОЙП»СЙСЯ ЖИДКОСТИ, Кр»»ыс того, из анализа зависимости (2,(~ слсдует, что дашиинс $$$!«Дсйствуюи!сс на свободной поасрхиости »килю.'юти, буз!ст псрсдаваться В ЛЮбую точку внутри жидкОСтп. Это позволяет сформулироватт* закОн Паскаля' »втйлснт»с„прилйжснтюс к жидкости« Г»срсдастся ПР Вссм нв»»равлснням олииакгл»О. Основной за1юн и!Лростатики ши(ХЖО пр»»мсиястся лля рси»сния п(х»кп!чсскнх залач.
Однако при сто испо~~зо~ании Й практ»1- чсских расчстах следует Обра»$!Вть особос Вииманис на Выс<тту Л, так как Она можст пр»!Нимать как !»ОЛОжнтсльныс«так и Отрица" тсльиыс значсния. ДВЙствтпсльн!Т«ссли т!»чка, В котт»рой опрслсаясы лаалсн»»с« рзспол«зтайтся нижс тОчю! с исхтатныы лаВлсиисм, ТО В ма$смати- ЧССКОЙ ЗВПИС$1 ОСНОВНОГО К»КОНЯ Гн»»РГКЗВЗТ»КИ СТЗЩПСЯ ЗИВК е+е« как в формулс (2.
Ц, А В том случас, котла точка, в которой опредсляем лтпьзсиис, р»»сполап»стс»! вьплс точки с исходным даалснисм. В У(Х!В!»СНИИ Ж»ВК «»з ИЗМСИ»»СТСЙ $»а Ф-Ф«Т.С. й =р-йрй. (2.2) При вь»борс знака в осиовн»ЙЙ закона п»лростат»!ки Всегда слс- ДУСТ ПОМНИТЬ, ЧТО ЧСМ ИИЖС (ГЛУбжс» (Й$спОЛГЙВСТСЙ ТОЧКЙ В Ланиой жидкости, тсы 6$»лыис лавлснис в Этой точке, В заключение слслуст добавить„что основной закон п»дроста- тики юн(хжО использ»Фтся при измсрсн»$$! Даш»сн»»й. ((лк оьпо Отмсчспо В подразл. (.2, лавлсиис ыожст быть абс!$- ° лю»з»ыы«избыточным и лаш»снисы Вак'»ума.
П($и рс»!!снт!$! прикладных жц$ч наиболсс часто ис1к»льзуютсй нзб»ьщтчныс даалс- !3 нив „позтому измерению зтих давлений нег»бхцаимо удс»ппь йанбг»йьп»сс вниманис. Простейпщм прибором лля изьчерения избыточного давления Является пьезомегр, который предста»ь»1»»ет собой верти»а»»»ьно установленную прггзрачную трубку (рис. 2.2, а).
В сгхтп»с»стяни с (2.1) Р а =Рв+ ИРД. Поскольку в избыточноа системс давлений рд -- О, то из форму- ЛЫ СЛЕДУЕТ ПРОПОРЦНОНВЛЬНав СВЯЗЬ МежЛУ ЛВВЛЕНИЕМ Рьв И ВЫСО- той И: Рюь= ТИ (2 3) Измерения пО п»юзОмпру проВОлят а елиннцВх длины, позтО- му иногда лав»х".Иня Выра»»п»к»т В елини1ьзх вьк."Оты столба оп(жде- ~С~Н~Й жнд«ОСП1. Напр»»мер, атм»хх)жрноа давление, 1»а Внос 760 мм рт. ст,„согг»встств)тт высоте ртугнщо столба 760 мм В пьезометре. Подставив зто значение в (2.3) при р,„= 13600 кг/м», получим атмосферное давление, рваное 1,013 10' Па. Эта величина называе физ * кой 'ф р»»Й. О Огл . «е .Й мосфс1»ы (см.
подра~. 1.2), ютгорая с~юг»ктствуст 736 мм рт. с*. Это число можно получить, если подставить в (2.3) р, = 1 ат и Вычислить высоту О. Пьезометр прост по «Онс»7»)чщни и Обеспс~пп»аст вьн.окую точность измерений Одна«о Он ис поз»Я»ляет измерять бовы пис лавлсния, ПОлзт»ерхввя зтО на слгдукяцсм щ»имс1»с.
Пусп пьем»мет(х»м необходимо измерить избыточное дав»»ение р,„в = 0,1 МПа ь 1 ат в жидкости с плотностью, равной плотности Волы (1» = 1000 кг/ьс»). Тогда нз формулы (2.3) при заданных условиях получим Высоту стОлба Волы В пьезометре Н~ 10 и, что Является Весьма значигель- НОЙ Всличийой: В мав»ннг»с»роении использукпся более высоюге давления (в сапш атмосфер), что ог)и»н»вп»вает применение пье- 30мет1»ОВ.
»Ь АналОгичныс по п1»инципу рабопя Щ»ибо(»ы с игл»ользовапнем ртути позволяют В 13,6 раза уменьшить пьсзомсгричес- 1»ья ~ »»юа» кис высоты (ртуп, В 13,6 раза — — — — тяжелее Вгв»ы). Н1» ртуть яловита, и такие приборы В машиностроении щи«тически пересталн щ»имсп»пься. 6 Широкое 1я»спрост1Я»ненг»е и тсхиикс лля измерения даааерис. 2.2. 1(змерс»»ие избьпочиого ний получилн пружинные мааавления 1»ьсаоыстраь» (а) и вакуума нометрь». Основ»гыы з»»сме»пом вз»лкас»имь» Вактуиметром (В) такого прибОРа (Рнс.
2.3) явля- 16 ется п1»ужипящая тОнкостснная 1 3,1 трубка 1(обычно зитунная). Один из концов трубки запаян и гквв»ижен, а Вт01»ОЙ закреплен, и к нсму под- »вг»ся и, р .л, «ение. Пгтвж»жны)1 конец трубки 7 кинематически связан со стрелкОЙ 3, Прн изменспии давления Он изменяет свг»е 1кьчожсние н пе)хмсщаст ст(жлку 3, которая указывает' на с»хт»т»етствую" п»сс числО на 1вкале 2. П1»нбОры, измеряю»ц»я» Ллвлснис вакуума ()юреженис), по принципу дейсп»НЯ не Отлнчавзгся От Щ»нборов лля измерения избыточноп»лав- р,„.
2 3 С„с „, лапти. ЭТО являстся следствием того, что избьгючнос даалени~ и давление вакуума всегда равны по аели- ЕП»О»к»» чине, нО имсют 1»взныв знаки 1сы, формулу (1,4)). Если а сосуде на рис. 2,2, б будет иметь место Вак~ и, то уровень жидкости в стеклянной трубке будет располаппься нпжс уровня жилкосттг В баке, Позтому зтот жс щ»ибо1» М~ж~о испояьзоаать ЛЛЯ Изысрсния Ва«уУ- ма, а высота 71." будет пропорциональна его величине р,„= Н'рд.
Пружинные приборы для измерения вакуума пс имеют ни принципиальных, ни коиструк»т»вных Отличий От пружинных манО- метров, Устройства лля измерения вакуума 1«»лучили Паз»я»нис ВаКУУММСТ)ЗОВ. ВыпускмОтся также приборы, позВОЛЯ»01цис 1сяисрять как и.'1- быгочиые давления, так и ВаКУум. Их принято назывяГЬ МанОааКууммет(х»ми, В метео(юлогии измерен»1с абсолкпных значений В»ыосфсрных лав лейий 1»)х»водят с помощью барометров. Для ыа»вннг»спх»ител ьных систем измерение абсолк»пцях давлений Щ»а«ти »еского значения нс имеет'. 2.3. Сила даапеиии на ппоокуе станку До сих пор рассматриааянсь лавлснт»я„лейси»уклцис В жилкостн.
Олнако 60лсс Важнос п(л»ктичес«Ос значснис имекп'силы, воз" ника»оп»ие От действия жидкости на различные стснки. При Определс»»ни силы, дсйстЩ'юЩсй сО ст01юны»к»п(косит на плоскую стснку1 расом»Щ»им Общий Флучаи„Ф»удв стчФНФЙ Кадаг»- нсна к гоРизоить' пол упюм О, а На свабОЛиухз поасРхис»ч»ь живности лейспгустлаВлснис Д, (1»нс. 2.4). г$ В этом случае использовать зав$$С$$мосгь (1.
Ц для Определения силы Г не представляет«я возможным, так как лйвление $$зь$ен$$ется НО высоте стен" И$ и йеи:$ве«тно, какое ею значение следует использовать лля вычислений. В соотнптчвии с Основнь$м закОИОМ пщзОстати" кн (2.1) зпюра распределения давлсння по вь$сОте носит лнР$$с. 2.4. Схема ала Определенна иейный хйрйкзер и его зиачесилы лззлення на гпсскую стенку ние нарастает с уве3$нчением глубины ($."м. 1зис. 2.4). Для определенна силы Гнокруг произво$$ьно выбранной точки Й на глубине А выделим бесконечно малую площадку $$Х На вту гщ«$- щадку будет действовать бесконечно малая сила УА: В пределах выбранной$ бесконечно малой площадки давление Р можзго счйзвгь постоянным. Тогда силу $$г'на)(деь$ с использованием (1.1): И = Р$Ь'. П$н$йую «йлу У; лействую$$$ую йа йзклоййую «чайку, О$$релелим как сумму бесконечно малых сил г)г; т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
