Процеси та апарати промислових технологій
(1.17)
звідки різність рівнів у посудині:
(1.18)
Гідростатичні машини. На основі основного рівняння гідростатики
заснована робота гідростатичних машин, наприклад, гідравлічних пресів (рис. 1.4) застосованих у промисловості задля спресовування та брикетування
різних матеріалів.
Якщо докласти невелике зусилля
до поршня 1, який рухається у циліндрі меншого діаметра d1, створити тиск p на поршень, тоді відповідно до закону Паскаля такий самий тиск p буде припадати на поршень 2 у циліндрі більшого
діаметра d2. При цьому сила
і
P%d1 »
тиску на поршень 1 складе: P1 = ^1 , а сила тиску на поршень 2: 
Рис. 1.4. Схема
гідравлічного пресу
Внаслідок поршень у циліндрі
більшого діаметра передає силу тиску, настільки більшу за силу, докладену до поршня в циліндрі меншого діаметра,
наскільки поперечний переріз циліндра 2 більше циліндра 1. Таким чином,
за допомогою порівняно невеликих зусиль здійснюють
спресовування матеріалу 3, який знаходиться
між поршнем 2 та (його)
нерухомою плитою 4.
Тиск рідини на дно і стінки
посудини. Якщо рідина розташована в посудині
будь-якої форми, тоді гідростатичний тиск
у всіх точках горизонтального дна посудини однакові, але тиск
на його бокові стіни зросте зі збільшенням глибини занурювання.
Гідростатичний тискр на рівні
дна посудини (див. рис.
1.2), як і для будь-якої точки всередині рідини визначається
рівнянням (1.12а), але для всіх точок
дна величина (Z0 - Z) являє собою висоту
рідини в посудині. Позначивши останню через
H, одержимо:
P = p0 +
pgH. (1.19)
Таким чином,
сила тиску P на горизонтальне дно посудини не залежить
від форми посудини і об'єму рідини в ній. При
даній щільності рідини ця сила визначається тільки висотою стовпа рідини H та площею F дна
посудини:
P = pF, або P = (p0 + PgH)F.
Гідростатичний тиск рідини
на вертикальну стіну посудини змінюється залежно від висоти. Відповідно
сила тиску на стіну також різна по висоті посудини, тому
P = (P0 +
pgh)F, (1.20)
де h —
відстань від верхнього рівня рідини до центра тяжіння намоченої площини F стіни.
В рівнянні
(1.20) вираз у дужках являє собою гідростатичний тиск у центрі тяжіння намоченої
площини. Тому сила тиску на вертикальну
стіну дорівнює добутку її намоченої площини на величину гідростатичного тиску в
центрі тяжіння намоченої площини стіни.
1.2. Гідродинаміка
Основні
характеристики руху рідин
Рушійною силою при течії рідин
є різниця тисків, яка створюється за
допомогою насосів і компресорів, чи внаслідок різних рівнів
або щільностей рідин.
Знання законів гідродинаміки
дозволяє знаходити різницю тисків, необхідну
для переміщування даної кількості рідини з необхідною швидкістю, тобто і витрати енергії на це переміщення, або
навпаки, визначити швидкість і витрати рідини при відомому
перепаді тисків.
Основні задачі гідродинаміки
класифікують як внутрішню, зовнішню і змішану. До внутрішньої задачі відносять рух рідин і газів по трубах і каналах, до зовнішньої рух твердих часток у газі або рідині, до змішаної — рух рідин і газів через шар.
Перед визначенням законів
руху рідин і газів необхідно одержати уявлення ще про одну
важливу фізичну властивість реальних крапельних та пружних рідин
(крім щільності тиску) — в'язкості.
В'язкість. В'язкість є результатом дії дотичної напруги (третя) між шарами рідини, що стикаються, внаслідок чого ці шари рухаються
з різними швидкостями. Для розрахунку сили тертя за звичай
використовують закон Ньютона:
1 ... 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 157 Повернутися на початок книги
