Pobierz prezentację
Pobieranie prezentacji. Proszę czekać
1
Parcie hydrostatyczne (napór hydrostatyczny)
Hydraulika Ciśnienie Naczynia połączone Prawo Pascala Parcie hydrostatyczne (napór hydrostatyczny)
2
Ciśnienie Co to jest ciśnienie? Ciśnienie jest miarą oddziaływania cząstek cieczy wzajemnie na siebie albo na przylegające ciała. Jest jakby naprężeniem normalnym ściskającym ze wszystkich stron cząsteczkę cieczy. Prawo Eulera: Wartość ciśnienia jest niezależna od przestrzennej orientacji powierzchni, na którą ono działa. Zatem ciśnienie nie ma kierunku ani zwrotu. Nie jest siłą. Jest wielkością skalarną! Wartość ciśnienia oblicza się jako stosunek siły powierzchniowej, wywołanej przez to ciśnienie, do pola powierzchni, na którą ta siła działa. lokalnie: średnio:
3
Ciśnienie absolutne, nadciśnienie i podciśnienie
Sposoby określenia ciśnienia
4
Ciśnienie absolutne jest odniesione do próżni (w próżni wynosi zero).
W atmosferze ziemskiej na poziomie morza waha się ok. 105 Pa (1 bar). Nadciśnienie to różnica między ciśnieniem absolutnym a ciśnieniem atmosferycznym. Jest zawsze dodatnie, bo jest określane tylko wtedy, kiedy ciśnienie absolutne jest większe od atmosferycznego. Podciśnienie to różnica między ciśnieniem atmosferycznym a ciśnieniem absolutnym. Jest zawsze dodatnie, bo jest określane tylko wtedy, kiedy ciśnienie absolutne jest mniejsze od atmosferycznego.
5
Nad lustrem cieczy panuje ciśnienie po (ciśnienie otoczenia),
Wyznaczanie ciśnienia absolutnego (całkowitego) pod powierzchnią cieczy Założenia: Nad lustrem cieczy panuje ciśnienie po (ciśnienie otoczenia), ciecz jest jednorodna, a jej gęstość wynosi ρ, jedyną siłą masową jest siła grawitacyjna (siła ciążenia), skierowana zgodnie z osią „z”, jednostkowa siła ciążenia = g (przyspieszenie grawitacyjne). Ciśnienie absolutne (= całkowite) na określonej głębokości h:
6
Ciśnienie absolutne w cieczy na dowolnej głębokości h,
gdy nad powierzchnią cieczy panuje ciśnienie atmosferyczne pat : Część hydrostatyczna: Ciśnienie absolutne na powierzchni cieczy: p = pat Ciśnienie absolutne na dnie naczynia:
7
Używa się słupa wody albo (rzadziej) słupa rtęci.
Ciśnienie „Wysokość ciśnienia” Ciśnienie może być też wyrażone w metrach, jako tzw. wysokość ciśnienia. Wysokość ciśnienia jest miarą ciśnienia wyrażoną jako wysokość h słupa cieczy wywołującego u podstawy ciśnienie hydrostatyczne o zadanej wartości ph. Używa się słupa wody albo (rzadziej) słupa rtęci. Jednostki: [m H2O] albo [mm Hg] 1 kPa to ok. 0,102 m H2O (metra wody). 1m H2O to ok Pa.
8
Hydrostatyka Naczynia połączone Naczynia połączone to co najmniej dwa naczynia wykonane tak, że ciecz może swobodnie przepływać między nimi. Prawo naczyń połączonych (dotyczy warunków statycznych): W każdym z naczyń połączonych ciśnienia na tym samym poziomie są jednakowe, o ile poniżej tego poziomu znajduje się w nich tylko jedna i ta sama ciecz.
9
Naczynia połączone Dwa naczynia zawierające tę samą jednorodną ciecz otwarte do wspólnego ośrodka Na poziomie „w”: h1 = h2
10
Naczynia połączone Dwa naczynia zawierające tę samą jednorodną ciecz, przy czym nad powierzchniami swobodnymi panują różne ciśnienia. Na poziomie „w”: po2 – po1 = g (h1 - h2)
11
Naczynia połączone Dwa naczynia otwarte do wspólnego ośrodka, zawierające dwie różne niemieszające się ciecze. Na poziomie „w”: Prawo naczyń połączonych (powtórzenie): W każdym z naczyń połączonych ciśnienia na tym samym poziomie są jednakowe, o ile poniżej tego poziomu znajduje się w nich tylko jedna i ta sama ciecz.
12
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. Na przykład ciśnienie w punkcie X jest większe od ciśnienia w punkcie A o wartość ciśnienia hydrostatycznego wywołanego przez różnicę poziomów punktów A i X. Tylko w wypadku małych zbiorników i bardzo dużych wartości nadciśnienia można pomijać ciśnienie hydrostatyczne cieczy w zbiorniku!
13
PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA
Prawo Pascala PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA pn – nadciśnienie S – pole powierzchni tłoka
14
PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA
Prawo Pascala PRASA HYDRAULICZNA – ZASADA DZIAŁANIA pn – nadciśnienie S – pole powierzchni tłoka
15
Parcie hydrostatyczne
Powstawanie sił parcia hydrostatycznego
16
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).
17
Parcie hydrostatyczne
Z reguły rozpatrujemy naczynia i zbiorniki otoczone powietrzem atmosferycznym atmosfera atmosfera woda atmosfera ciecz atmosfera atmosfera
18
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) :
19
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
20
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)
21
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:
22
Dziękuję za uwagę Materiały źródłowe:
[1] Mitosek M.: Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska, OWPW, Warszawa 2014
Podobne prezentacje
© 2025 SlidePlayer.pl Inc.
All rights reserved.