Определение грузоподъёмности дока

Грузоподъёмность дока q – это максимальная масса груза, которую возможно в один приём поднять, переместить.

Вес поднимаемого груза определяется по формуле

где: P_арх – выталкивающая (архимедова) сила, Н;

G – собственный вес дока, т.

где: V-объём погруженной в воду части дока, на заполненной водой (на рис. 6. не заштрихованная часть дока), м³;

- определяется из геометрии дока;

Максимальная масса груза, которую может транслировать данный док тонны.

Рис6. К определению грузоподъемности дока.
Литература:

1 Агеева, В.В. Расчёт нагрузок на элементы конструкции докового типа: метод. Указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Гидравлика” студентами II курса общетехнического факультета / В.В. Агеева. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2001. – 14с.

2 СТП ННГАСУ 1-1-98 Основные надписи; 1-2-98 Титульный лист; 1-2-98 Титульный лист; 1-4-98 Пояснительная записка; 1-6-98 Расчёт.

Вопросы

13) Что называется гидростатическим давлением? Укажите его основные свойства.

15) Основное уравнение гидростатики.

2) Что такое жидкость и ее основные характеристики? Перечислите основные свойства капельных жидкостей. Чем она отличаестя от газов?

Ответы

13) Гидростатическим давлением называется давление в неподвижной жидкости на стенки и дно сосуда, а также тело, погруженное в жидкость.

Основные свойства гидростатического давления:

1. Сила гидростатического давления всегда направлена по нормали к площади действия.

2. В покоящейся жидкости величина давления не зависит от ориентации в площадке на которую она действует.

3. Гидростатическое давление может быть неодинаковым в разных точках покоящейся жидкости, т.е. зависит от координаты точки в пространстве,p = f(x;y;z)

15) Уравнение, выражающее гидростатичекское давление p в любой точке неподвижной жидкости в том случае, когда из числа массовых сил на нее действует только сила тяжести,на зывается основным уравнением гидростатики.

Основное уравнение гидростатики:

где

P – гидростатическое давление в произвольной точке жидкости.

p - плотность жидкости

g - ускорение свободного падения

h – глубина расположение рассматриваемой точки, рассчитывается от поверхности с давлением с p0.

2) Жидкостью называется сплошная среда, образующая способностью легко изменять свою форму под действием даже незначительных сил. Жидкость – агрегатное состояние вещества, сочетающая в себе черты как твердого, так и газообразного состояния. Благодаря легкоподвижности частиц, обусловленной слабостью сил межмолекулярного сцепления, и, следовательно неспособностью воспринимать в состоянии покоя даже малые касательные напряжения, жидкости легко изменяют свою форму, принимая форму того сосуда, в котором они находятся. Эта способность жидкости неограниченна деформироваться под действием сколь угодно малых сил называются текучестью. Это одно из основных свойств жидкостей.

Основные свойства капельных жидкостей.

1. Плотностью называют массу жидкости в единице объема

1.1

где m – масса жидкости; W – объем этой массы.

2. Удельным весом называют вес жидкости в единице объема

1.2

где G – вес, рассматриваемого объема жидкости.

Поскольку вес тела

1.3

где g – ускорение свободного падения, то подставляя (1.3) в (1.2) получим взаимосвязь между удельным весом и плотностью

3.Сжимаемость жидкости – это ее свойство изменять свой объем под действием давления, характеризующийся коэффициентом объемного сжатия Іp, который представляет собой относительное изменение объема, приходящееся на единицу давления.

4. Упругость – свойство жидких тел восстанавливать свой объем после прекращения действия внешних сил. Упругость характеризуется модулем объемной упругости Eo, величина которого обратная коэффициенту объемного сжатия

5. Температурные расширения характеризуется коэффициентом температурного расширения т, который представляет собой относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на 1°С, т.е.

Вязкость – это свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) слоев жидкости. Представим слой, движущейся жидкости вдоль поверхности. В случае тормозящего влияния стенки слои и жидкости будут двигаться… с разными скоростями, значения, которых возрастают по мере отдаления от стен. Рассмотрим два слоя жидкости, движущейся на расстоянии dy друг от друга. Вследствие разности скоростей один слой движется быстрее другого на величину du, а величине du/dy является градиентом скорости. Возникающее при этом относительном движении касательное напряжение на границе слоев аналогично явлению сдвига в твердых телах и пропорционально градиенту скорости деформации, т.е.

- коэффициент пропорциональности, который называется Коэффициент динамической вязкости…

В качестве единицы измерения величины принимают так называемые Пуаз.

В практических расчетах часто пользуются кинематическим коэффициентом вязкости, представляющим собой отношение динамического коэффициента вязкости к плотности жидкости.

В качестве единицы измерения кинематической вязкости используют Стоклы.

Вязкость жидкости существенно зависит от температуры, с увеличением температуры вязкость уменьшается.

В качестве примера приведем величины вязкости для некоторых часто встречающихся жидкостей:

Следует отметить, что существует ряд жидкостей, вязкость которых зависит не только от температуры, но и от скорости деформации. Такие жидкости называются неньютоновскими.

Вязкость жидкостей измеряется приборами, которые называются вискозиметрами.

Кроме перечисленных, жидкости обладают целым рядом свойств, таких как газосодержание, испарение, кипение, теплоемкость и др., которые рассматриваются в специальных курсах.

Следует отметить, что с целью облегчения решения многих задач инженерной гидравлики введено понятие идеальной жидкости – это условная жидкость, которая обладает абсолютной несжимаемостью, подвижностью и отсутствием сил сцепления, т.е. вязкостью равной нулю.

Задачи

23)Определить h1 подъема столба масла в открытом пьезометре, если уровень масла в маслосборнике h = 50 см., манометрическое давление в маслосборнике Рм = 5.5 кН/м²

Дано:

h = 50 см.

Рм = 5.5 кН/м²

Найти:

h1 =?

Решение:

Ƥм = 980 кг/м³

Ратм + Ƥм*g*h1 – Ƥм*g*h = Рм = Ратм

h1 = = 5,5*10³ + 980*9,81*0,5 / 980*9,81 = 10306,9/96138 = 1,07 м.

Ответ: h1 = 1.07 м.

24.) Определить уровень масла в маслосборнике паровой машины, есливысота подъема столба в открытом пьезомтре h1 = 1.5 м и манометрическое давление в маслосборнике Рм = 6,0 кН/м²

Дано:

h1 = 1.5 м.

Рм = 6.0 кН/м²

Найти:

h =?

Решение:

Ƥм = 980 кг/м³

Ратм + Ƥм*g*h1 – Ƥм*g*h = Рм = Ратм

h = = 980*9,81*1,5 - 6*10³ / 980*9,81 = 0,87 м.

Ответ: h = 0,87 м.

Задача №70

Найти силу давления воды на цилиндрическую стенку длиной b=1,2м, образованную радиусами r=1,2м, если ее заглубление h=2,4м.

Решение

Определим горизонтальную составляющую силы давления:

- А.Д. Альтшуль «Примеры расчетов по гидравлике», 1977г. стр.226 прил 1.

Определим вертикальную составляющую силы давления:

Равнодейсвующая равна:

Направление приложения равнодействующей: