3 Силы давления жидкости на плоские стенки
3.411 На рисунке представлены четыре стенки, наклоненные к горизонтальной плоскости под углом 90º, 60º, 45º и 30º, соответственно. Ширина каждой из стенок b = 1,2 м. Определить силу гидростатического давления воды на каждую из стенок, если уровень воды h = 1,0 м, на свободную поверхность воды действует атмосферное давление. На каком вертикальном расстоянии от свободной поверхности находится центр давления?
3.412 Поворотный клапан закрывает выход из бензохранилища в трубу квадратного сечения h × h (рис. 2.75). Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для открытия клапана, если манометрическое давление рм.
Таблица 2.94
| Параметр | Вариант |
| 5 | |
| h, м | 0,4 |
| Н, м | 1,3 |
| α, град | 30 |
| рм, кПа | 0,6 |
3.413 Вход в туннель перекрыт квадратным плоским стальным затвором со стороной а и толщиной b (рис. 2.74). Глубина воды над поверхностью щита h1, сила давления воды в туннеле F2. Коэффициент трения в пазах f. Определить подъемное усилие Т и точку приложения равнодействующей силы давления.
Таблица 2.92
| Параметр | Вариант |
| 5 | |
| а, м | 2,4 |
| b, м | 0,4 |
| h1, м | 3,4 |
| F2, Н | 3,6 |
| f | 0,4 |
3.414 Определить силу давления Р на дно резервуара, построить эпюру давления и найти центр давления если: Н = 10 м, а = 6 м, b = 4 м, α = 45º, ρв = 1000 кг/м³.
3.415 Определить по данным табл. 7 равнодействующую силу избыточного давления воды на плоский затвор (рис. 4.8), перекрывающий отверстие трубы. Определить координату точки приложения равнодействующей силы давления воды zd.
Таблица 7
| № зад. | Н1, м | Н2, м | α, град | Форма сечения трубы | Размеры сечения трубы, м |
| 23 | 5 | 1,5 | 90 | Круг диаметра d | d = 1,5 |
3.416 В открытый сосуд последовательно налиты три разные жидкости с плотностями ρ1, ρ2, ρ3. Высота слоев жидкостей, которые не перемешиваются h1, h2, h3. Построить эпюру манометрического давления.
3.417 Перегородка состоит из нескольких фрагментов, длины которых h1, h2, h3. Построить эпюры давлений.
3.418 Определить по данным табл. 7 равнодействующую силу избыточного давления воды на плоский затвор (рис. 4.8), перекрывающий отверстие трубы. Определить координату точки приложения равнодействующей силы давления воды zd.
Таблица 7
| № зад. | Н1, м | Н2, м | α, град | Форма плоского затвора | Размеры затвора, м |
| 21 | 5 | 1 | 90 | Прямоугольник
высотой а, шириной b |
а = 1,5, b = 1 |
3.419 Закрытый резервуар высотой Н (рис. 1) разделен на два отсека вертикальной перегородкой шириной b. В левом отсеке уровень нефти Н1, в правом уровень воды Н2. Плотность нефти ρн, плотность воды ρв = 1000 кг/м³. Избыточное давление паров над нефтью ри1. Согласно данных, указанных в табл. 3, определить равнодействующую сил давления на перегородку и точку ее приложения. В левом отсеке, кроме силы давления нефти и паров, на смоченную часть перегородки, нужно учесть силу давления паров на несмоченную часть стенки.
Таблица 2
| Данные | Вариант |
| 3 | |
| Н, м | 12,4 |
| b, м | 6,2 |
| Н1, м | 10,6 |
| Н2, м | 7,4 |
| ри1, кПа | 21,2 |
| ρн, кг/м³ | 860 |
3.420 Построить эпюру избыточного гидростатического давления воды на ломаную прямоугольную стенку шириной b. Определить силу весового давления воды и точку приложения силы давления (центр давления) на каждый участок стенки аналитическим и графоаналитическим методами. Плотность воды принять равной ρ =1000 кг/м³.
Таблица 3.6
Варианты исходных данных
| Вариант | Н1, м | Н2, м | а, м | b, м |
| 1 | 3,0 | 4,0 | 2,0 | 5,0 |
