Parcie hydrostatyczne (napór hydrostatyczny) Hydraulika Prawo Pascala Parcie hydrostatyczne (napór hydrostatyczny) Wypór hydrostatyczny Pływanie ciał

Prawo Pascala Zmiana ciśnienia w jakimkolwiek punkcie zamkniętej objętości płynu powoduje taką samą zmianę ciśnienia w każdym punkcie tej objętości płynu. To nie oznacza, że w każdym punkcie objętości cieczy panuje takie samo ciśnienie. Ciśnienie w określonym punkcie X zależy od ciśnienia wywołanego na wlocie do zbiornika i od ciśnienia hydrostatycznego tworzonego przez warstwę cieczy nad tym punktem X. px = pW + g(zw-zx) Tylko w wypadku małych zbiorników i bardzo dużych wartości nadciśnienia można pomijać ciśnienie hydrostatyczne cieczy w zbiorniku!

PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA Prawo Pascala PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA

PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA Prawo Pascala PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA S – pole powierzchni tłoka

Parcie hydrostatyczne Powstawanie sił parcia hydrostatycznego

Parcie hydrostatyczne Siły parcia hydrostatycznego: Parcie hydrostatyczne to siła nacisku, jaką wywiera ciecz na daną powierzchnię. Siła ta jest prostopadła (normalna) do danej powierzchni. Jak każda siła, parcie hydrostatyczne jest wielkością wektorową (ma kierunek i zwrot).

Parcie hydrostatyczne Z reguły rozpatrujemy naczynia (zbiorniki) otoczone powietrzem atmosferycznym atmosfera atmosfera

Parcie hydrostatyczne Rozkład ciśnienia w pionie Ciśnienie absolutne w cieczy na dowolnej głębokości h, gdy nad powierzchnią cieczy panuje ciśnienie atmosferyczne pat : Część hydrostatyczna: Ciśnienie absolutne na dnie naczynia:

Parcie hydrostatyczne Obliczanie siły parcia hydrostatycznego na dno naczynia A – pole powierzchni dna Siła od strony cieczy: atmosfera Siła od spodu dna (od zewnątrz): atmosfera Parcie hydrostatyczne wypadkowe (netto) :

Rozkład ciśnienia hydrostatycznego (i jednostkowych sił parcia) Parcie hydrostatyczne Rozkład ciśnienia hydrostatycznego (i jednostkowych sił parcia) oraz położenie wypadkowych sił parcia hydrostatycznego na dnie i na ściance naczynia

Parcie hydrostatyczne Obliczanie siły parcia hydrostatycznego na dowolnie nachyloną powierzchnię płaską Parcie hydrostatyczne: zc – głębokość, na której znajduje się środek ciężkości rozpatrywanej powierzchni phc – ciśnienie na głębokości zc A – pole rozpatrywanej powierzchni Kąt α nie ma znaczenia! (Wzór zachowuje ważność także dla powierzchni poziomych i pionowych)

Parcie hydrostatyczne Przykład obliczeniowy Na rysunku jest przedstawiony w dwóch rzutach otwarty zbiornik z wodą. Wymiary liniowe są podane w milimetrach. Obliczyć parcie hydrostatyczne na pokrywę włazu znajdującego się u dołu zbiornika. Rozwiązanie: Zagłębienie środka ciężkości pokrywy: Ciśnienie hydrostatyczne na poziomie środka ciężkości pokrywy: Parcie na pokrywę:

Wyznaczanie siły wyporu Wypór hydrostatyczny Wyznaczanie siły wyporu Parcia boczne znoszą się. Parcie od góry: Parcie od dołu: Siła wyporu: h·A - objętość ciała, a tym samym objętość wypartej wody Vww ρ·g·Vww - ciężar wypartej wody Gww

Warunek pływania na powierzchni albo w zanurzeniu Pływanie ciał Warunek pływania na powierzchni albo w zanurzeniu Ciało pływa częściowo wynurzone Ciało pływa zanurzone na dowolnym poziomie Ciało spoczywa na dnie

Równowaga ciała zanurzonego Pływanie ciał Równowaga ciała zanurzonego G – ciężar Wm – siła wyporu Warunkiem równowagi trwałej jest to, by punkt przyłożenia wektora wyporu (Sw) leżał powyżej środka ciężkości (Sc). trwała obojętna chwiejna

(wtedy para sił W i G przywraca poprawną pozycję statku) Pływanie ciał Równowaga ciała pływającego na powierzchni cieczy Sc – środek ciężkości G – ciężar Sw – punkt przyłożenia siły wyporu w przechyle W – siła wyporu M – metacentrum m - odległość metacentryczna Warunek równowagi trwałej: m > 0 (wtedy para sił W i G przywraca poprawną pozycję statku) Ciało pływające (np. kadłub statku) w chwilowym przechyle

Dziękuję za uwagę Materiały źródłowe: [1] Mitosek M.: Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska, OWPW, Warszawa 2014