Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



ПРАКТИЧЕЧСКАЯ РАБОТА №1. ТЕМА: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ».. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.. Теоретическая часть



ПРАКТИЧЕЧСКАЯ РАБОТА №1

ТЕМА: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ».

ЦЕЛЬ:Ознакомиться с методами определения давления рабочей жидкости. Научиться определять давление жидкости в зависимости от заданных условий.

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

1. Методические указания по выполнению работы.

  1. Справочная литература по ОП 06 «Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики»

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Повторите теоретические положения по теме практической работы.

2. Изучите пример оформления задания.

3. Ознакомитесь с индивидуальным заданием.

4. Решите поставленные задачи.

5. Сделайте выводы о проделанной работе.

6. Оформите отчет и ответьте на контрольные вопросы.

Теоретическая часть

Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практическое применение.

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна.

Гидростатическое давление обладает свойствами.

    Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.

Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.

Основное уравнение гидростатики

    Рассмотрим распространенный случай равновесия жидкости, когда на нее действует только одна массовая сила - сила тяжести, и получим уравнение, позволяющее находить гидростатическое давление в любой точке рассматриваемого объема жидкости. Это уравнение называется основным уравнением гидростатики.

    Пусть жидкость содержится в сосуде (рис.2.1) и на ее свободную поверхность действует давление P0 . Найдем гидростатическое давление P в произвольно взятой точке М, расположенной на глубине h. Выделим около точки М элементарную горизонтальную площадку dS и построим на ней вертикальный цилиндрический объем жидкости высотой h. Рассмотрим условие равновесия указанного объема жидкости, выделенного из общей массы жидкости. Давление жидкости на нижнее основание цилиндра теперь будет внешним и направлено по нормали внутрь объема, т.е. вверх.

Рисунок 2.1 - Схема для вывода основного уравнения гидростатики

    Запишем сумму сил, действующих на рассматриваемый объем в проекции на вертикальную ось:

        (2.1)

    Последний член уравнения представляет собой вес жидкости, заключенный в рассматриваемом вертикальном цилиндре объемом hdS. Силы давления по боковой поверхности цилиндра в уравнение не входят, т.к. они перпендикулярны к этой поверхности и их проекции на вертикальную ось равны нулю. Сократив выражение на dS и перегруппировав члены, найдем

     (2.2)

где р0 – давление, действующеена свободную поверхность жидкости, Па;

ρ– плотность жидкости, кг/м3;

g– ускорение свободного падения, g = 9,81м/с2;

h– высота столба жидкости, м;

γ – удельный вес Н/м3.

    Полученное уравнение называют основным уравнением гидростатики. По нему можно посчитать давление в любой точке покоящейся жидкости. Это давление, как видно из уравнения, складывается из двух величин: давления P0 на внешней поверхности жидкости и давления, обусловленного весом вышележащих слоев жидкости.

    Из основного уравнения гидростатики видно, что какую бы точку в объеме всего сосуда мы не взяли, на нее всегда будет действовать давление, приложенное к внешней поверхности P0. Другими словами давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам этой жидкости по всем направлениям одинаково. Это положение известно под названием закона Паскаля.

Абсолютное давление складывается из двух других: избыточного и внешнего (атмосферного):

p = pизб +pвн (2.3)

где pизб – избыточное давление в резервуаре, Па;

pвн – внешнее (атмосферное) давление в резервуаре, Па.

Избыточное давление определяется, как произведение удельного веса на высоту столба жидкости:

(2.4)

где γ – удельный вес, Н/м3;

ρ– плотность жидкости, кг/м3;

g– ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;

h– высота столба жидкости, м.

Закон Архимеда.

    Тело, погруженное (полностью или частично) в жидкость, испытывает со стороны жидкости суммарное давление, направленное снизу вверх и равное весу жидкости в объеме погруженной части тела.

(2.5)

где Vпогр – объем погруженного в жидкость тела, м3;

ρж – плотность жидкости, кг/м3;

g– ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

Пример решения задачи:

Вариант 30

    К всасывающей стороне цилиндра присоединен водяной вакууметр с показанием h. Определите разрежение под поршнем.

Дано:                           Решение:

h =95 м           В данной задачи нам нужно найти разрежение под

рраз- ?              поршнем, по-другому его можно назвать избыточным

                         давлением, которое найдем по формуле (2.4)

                           Жидкость, находящаяся в цилиндре это вода, тогда

                        ρ = 1000 кг/м3, а g = 9,81 м/с2

                          Тогда,  =

      = 931950 Па = 0,93 МПа

                Ответ: рраз = 0,93 Мпа

 

Рисунок  2.2 – Цилиндр к примеру решения задачи

Задания для практической работы

Основная часть:

    №1.Определите избыточное давление воды в трубе по показаниям батарейного ртутного манометра. Отметки уровней ртути по оси трубы:

Z1, Z2, Z3, Z4.

Рисунок  2.3 Батарейный ртутный                                                                                       манометр, к задаче №1

    №2.Определите избыточное давление в забое скважины глубиной h, которая заполнена жидкостью плотностью ρ.

    №3.Два горизонтальных цилиндрических трубопровода А и В содержат соответственно минеральное масло плотностью 900 кг/м3 и воду плотностью 1000 кг/м3. Высоты жидкостей, представленные на рисунке имеют следующие значения: hм, hрт, hв. Зная, что гидростатическое давление на оси трубопровода А равно р, определите давление на оси трубопровода В.

 

                                                                     

 Рисунок  2.4 – Батарейный ртутный манометр, к задаче №3

    №4.Избыточное давление воды в океане на глубине h равно р. Определите: плотность морской воды на этой глубине.

        

Дополнительная часть:

    №5.В обычных условиях человек поднимает без труда стальную гирю массой m1. Проанализируйте, какой массы стальную гирю человек может поднять без труда под водой, если ρв = 103 кг/м3, ρст = 7,8*103 кг/м3?

Варианты заданий:

№ п/п h, м z1, м z2, м z3, м z4, м hм, м hрт, м hв, м ρ, кг/м3 р, МПа m1, кг
1 вариант 1,77 3,05 1,66 2,63 0,28 0,48 0,96 0,55 13,5
2 вариант 1,94 3,12 1,59 2,69 0,29 0,45 0,96 0,56 10,1
3 вариант 1,78 3,26 1,68 2,64 0,3 0,44 0,98 0,61 11,7
4 вариант 1,8 3,09 1,5 2,6 0,3 0,41 0,99 0,59 12,9
5 вариант 1,87 3,03 1,58 2,61 0,29 0,5 0,92 0,64 10,8
6 вариант 1,99 3,14 1,62 2,67 0,3 0,44 0,94 0,53 14,5
7 вариант 1,95 3,19 1,68 2,7 0,27 0,42 0,92 0,62 11,4
8 вариант 1,76 3,04 1,7 2,51 0,3 0,45 0,93 0,61
9 вариант 1,94 3,14 1,56 2,66 0,29 0,44 0,91 0,59 13,2
10 вариант 1,76 3,23 1,56 2,67 0,3 0,48 0,93 0,58 11,8
11 вариант 1,97 3,18 1,59 2,58 0,27 0,41 0,94 0,54 12,6
12 вариант 1,96 3,04 1,65 2,64 0,23 0,5 0,99 0,5 13,3
13 вариант 1,89 3,18 1,68 2,58 0,27 0,48 0,92 0,53 13,9
14 вариант 1,77 3,09 1,65 2,57 0,25 0,48 0,99 0,57 11,1
15 вариант 1,87 3,12 1,59 2,69 0,28 0,48 0,62 11,3
16 вариант 1,83 3,17 1,59 2,66 0,21 0,44 0,96 0,69
17 вариант 1,94 3,27 1,56 2,56 0,2 0,4 0,99 0,67 13,6
18 вариант 1,82 3,11 1,67 2,56 0,26 0,48 0,9 0,68 14,2
19 вариант 1,88 3,29 1,6 2,54 0,29 0,4 0,9 0,59 10,6
20 вариант 1,97 3,02 1,69 2,58 0,23 0,41 0,95 0,61 13,3
21 вариант 1,76 3,13 1,55 2,5 0,22 0,44 0,95 0,5 14,9
22 вариант 3,27 1,51 2,52 0,28 0,48 0,93 0,69 11,9
23 вариант 1,75 3,15 1,68 2,68 0,26 0,41 0,98 0,52 14,6
24 вариант 1,77 3,26 1,5 2,58 0,21 0,5 0,99 0,51 13,2
25 вариант 1,92 3,17 1,61 2,64 0,22 0,49 0,68 14,9
26 вариант 1,79 3,02 1,53 2,59 0,28 0,48 0,91 0,65 10,1
27 вариант 1,76 3,03 1,68 2,64 0,29 0,5 0,95 0,55 13,2
28 вариант 1,97 3,22 1,67 2,53 0,23 0,45 0,99 0,64 13,4
29 вариант 1,78 3,14 1,62 2,58 0,21 0,48 0,95 0,54 14,7
30 вариант 1,77 3,21 1,66 2,65 0,21 0,49 0,95 0,69

 

 

Отчёт о работе должен содержать название и цель работы, задание (номер варианта), правильно оформленные решения. По результатам работы необходимо сделать выводы.

 

Контрольные вопросы:

1. Назовите определение гидростатического давления?

2. Назовите свойства, которыми обладает гидростатическое давление.

3. Напишите вывод основного уравнения гидростатики.

4. Расскажите сущность закона Паскаля.

5. Сформулируйте закон Архимеда.

6. Назовите известные вам виды давлений?

Список литературы

Основные источники:

1. А.В. Лепешкин, А.А. Михайлин Гидравлические и пневматичексие системы. – М.: Издательский центр «Академия», 2016.

Дополнительные источники:

2. О.Н.Брюханов, В.А.Жила Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики. - М.: Инфра-М, 2013.

 

Интернет-ресурсы:

1. http://twt.mpei.ru/GDHB/OGTA.html

2. http://firing-hydra.ru/index.php?request=list_category&id=546

3. http://firing-hydra.ru/index.php?request=list_category&id=70

 
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.