Гидравлика в строительстве 2 лабораторные

Лабораторная работа №2

Определение силы давления жидкости на плоскую поверхность

Параметры установки:

Н = 6,5 м - уровень жидкости в баке;

а - 0,095 м - ширина (высота) канала:

тп = 0,09 м - расстояние трубы от дна бака;

od = 0,055 м - расстояние оси крышки от трубы;

α = 45о - угол наклона крышки;

ткр = 0,29 кг - масса крышки;

тпл = 0,125 кг - масса площадки;

ρ =1000 кг/м3 - плотность воды;

S = 0,01275 м2 - площадь крышки.

Определить массу груза при открытии крышки М1 = Мгр + Мпл.

Опыт 1.

Масса груза т1. Скорость слива υ1. Глубина при открытии крышки (от дна бака) Но = 3,6 м.

Величина силы гидростатического давление на крышку в момент её открытия:

hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности крышки. Для

прямоугольной поверхности:

S - площадь смоченного участка поверхности крышки, тогда:

Составим уравнение моментов сил, действующих на крышку относительно её оси.

Крышка находится в равновесии под действием трёх моментов: - момента вызываемого натяжением троса MТ, момента гидростатических сил MF и момента от веса крышки MG т.е.:

ΣМ = T · x - F · l1 - G · l2 = 0,

где х - расстояние от точки крепления троса на крышке, до её оси:

x = (а + оd) / Sin α = (0,095 + 0,055) / Sin 45о = 0,212 м

l2 - плечо веса крышки, откладывается вдоль крышки, от шарнира, до точки приложения в середине крышки:

l2 = (0,5·а + оd) / Sin α = (0,5 · 0,095 + 0,055) / Sin 45о = 0,145 м

Момент, создаваемый натяжением троса:

Момент, создаваемый весом крышки. Сила тяжести крышки приложена в её центре тяжести:

Для определения момента результирующей силы гидростатического давления необходимо знать плечо силы относительно оси крышки l1, а для этого надо определить точку её приложения.