Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті
СӨЖ
Тақырыбы: Күрделі беттегі сұйықтың қысым күшін анықтаудың графоаналитикалық әдісі
Орындаған: Қабдулқақ Ануар
Тексерген: Байжуманов Кадирбек
Алматы 2020
Күрделі беттегі сұйықтың қысым күшін анықтаудың графоаналитикалық әдісі
Қисықсызықты беттердегі сұйық қысымының нәтижелік күші үш өзара перпендикуляр құраушылар арқылы Рx, Рy, Рz, ал техникада кеңінен қолданылатын (сфера, цилиндр, конус, тор және тб.) қисық беттердің қарапайым түрлері үшін – екі құраушылар: горизонталь және вертикаль Рx және Рz арқылы көрсетілуі мүмкін. Горизонталь құраушы қисысызықты беттің вертикаль проекциясындағы қысым күшіне тең. Вертикаль құраушыны анықтау «қысым денесі» деген түсінікпен байланысты, ол қисықсызықты бетте орналасқан сұйықтың нақты көлемін көрсетеді. Қысым күшінің вертикаль құраушысы қысым денесінің бар көлемін алатын сұйықтың салмағына тең.
Горизонталь құраушының қозғалыс сызығы қисықсызықты беттің вертикаль проекцияның қысым центрі арқылы өтеді, ал вертикаль құраушының қозғалыс сызығы – қысым денесінің ауырлық центрі арқылы өтеді.
Графоаналитикалық тәсілде сұйық құйылған дененің контурына қысымның таралу заңдылығын көрсететін қысым эпюрларын тұрғызады. Қысым күші кеңістіктік эпюрлар көлеміне тең, ал оның векторы осы эпюрдің ауырлық центрі арқылы өтеді. Эпюр дегеніміз кеңістіктік фигураны ортогональ проекциялау тәсілі арқылы бейнелейтін сызба.
Сұйықтың артылған қысымы əсерiне тұрған цилиндр түрiндегi АВ қисықбеттi қарастырамыз.
Бұл беттен кiшкентай ғана элементар dω ауданын бөлiп аламыз. Оған нормаль бойымен бағытталған элементарлы dP қысым күшi əсер етедi. dP екi бөлiкке жiктеймiз: горизонталь dPх және вертикаль dPz. dP күшiнiң горизонталь х осiне көлбеулiк бұрышы α белгiлеп жазамыз. Сонда алатынымыз:
dP x = dP cosα жəне dpz = dP sinα
Мұнда, dР = pdω , p - элементарлы аудан dω бетiне бiркелкi таралған қысым.
Егер dω ауданның ауырлық орталығы су бетiнен z тереңдiкке болса, онда p = γz деп ауыстырып, жазамыз.
dP = γzdω
dPz = γ z dωsinα
dωcosα = dωz жəне dωsinα = dωx деп ауыстырып,
dPx= γzdωz жəне dPz= γzdωx
Жазылған өрнектiң бүкiл ω ауданы бойынша интеграл алатын болсақ, Рх жəне Рz мəндерiн аламыз.
Рх= γ
Мына өрнектен көретiнiмiздей қысым күшiнiң горизонталь бөлiгi гидростатикалық қысым күшiнiң АВ цилиндрлiк беттiң вертикаль проекциясына көбейтiндiсiне тең.
Рz= γ
Мұнда, W - АОВ-ның көлемi, ол қысым денесi деп аталады. Рz күшінің түсу нүктесі АОВ көлемінің ауырлық орталығына сəйкес келеді.
Демек, артылған гидростатикалық қысымның вертикаль бөлiгi цилиндрлiк бетпен, оның вертикаль проекциясымен жəне сұйықтың еркiн бетiмен шектелетін сұйық көлемiне тең.
Қорытынды қысым горизонталь жəне вертикаль бөлiктерiне геометриялық суммасы есебiнде анықтады.
P=
Р-ның бағыты өрнегімен анықталады. Мұнда β қорытынды қысым бағыты мен су горизонтының арасындағы бұрыш.
Қысым денесі- сұйықтың еркін беті шектелген (пьезометриялік жазықтық) қисық сызықты беттің контуры арқылы өтетін вертикальды жобалаушы жазықтық және қисық сызықты бет көлемі.
Қысым денесі шартты түрде, егер оның көлемі сұйық толтырылған
қабырғаға іргелес болса нақты болып есептелді, бұл жерде құраушы Pz төмен қарай бағытталады. Қысым денесі шартты түрде, егер оның көлемі сұйық толтырылмаған қабырғаға іргелес болса, жалған болып есептеледі, бұл жерде құраушы Pz жоғары қарай бағытталады.
Пайдаланылған әдебиеттер
«Гидравлика» - Ш. Сүгіров, 1988.
Ауланбергенов Ə.А., Сейтасанов И.С., Жандаулетова Ф.Р. «ГИДРАВЛИКА» оқу құралы
Достарыңызбен бөлісу: |