Закрытый резервуар с жидкостью имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Длина стенки перпендикулярной плоскости рисунка L = 1 м. Манометр на поверхности закрытого сосуда, наполненного водой плотностью ρ = 1000 кг/м3, показывает давление рм1 = 0,05 кгс/см2. В точке А к сосуду присоединен второй манометр, согласно показаниям которого избыточное давление на этом уровне в баке составляет рм2 = 0,35 кгс/см2. Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с2. Принять 1 кгс/см2 = 9,8·104 Па.
Сила манометрического давления на плоскую стенку DА равна _кН, а эпюра избыточного давления на плоскую вертикальную стенку ВС имеет вид
Другие предметыУниверситетДавление в жидкости и манометрические измерениягидрогазодинамикаманометрическое давлениезакрытый резервуардавление жидкостиплоская стенкаэпюра давленияпрямоугольный параллелепипедфизика жидкостиуниверситетская физикагидростатика
Для решения данной задачи, нам нужно определить силу манометрического давления на плоскую стенку DА и эпюру избыточного давления на вертикальной стенке ВС.
Шаг 1: Преобразование давления в Паскали
Сначала преобразуем показания манометров из кгс/см2 в Паскали (Па). Мы знаем, что 1 кгс/см2 = 9,8·10^4 Па.
Шаг 2: Определение силы манометрического давления
Сила манометрического давления на плоскую стенку DА рассчитывается по формуле:
F = P * S
где:
Площадь стенки DА равна:
S = L * h,
где h - высота стенки. Предположим, что высота стенки DА равна H.
Тогда:
S = 1 м * H м = H м2.
Теперь подставим значения в формулу:
F = рм1 * S = 4900 Па * H м2 = 4900H Н.
Для перевода в кН, делим на 1000:
F = 4,9H кН.
Шаг 3: Эпюра избыточного давления на вертикальной стенке ВС
Эпюра избыточного давления на стенке ВС будет линейной, так как давление в жидкости изменяется линейно с глубиной. В точке A (где находится манометр 2) давление составляет рм2 = 34300 Па.
С учетом того, что давление увеличивается с глубиной, мы можем записать уравнение для давления на глубине z:
р(z) = рм2 + ρgz,
где:
Таким образом, эпюра давления будет представлять собой прямую линию, начинающуюся с 34300 Па в точке A и увеличивающуюся с глубиной. На высоте z = H давление будет равно:
р(H) = рм2 + ρgH.
Эпюра давления будет выглядеть следующим образом:
Таким образом, мы получили силу манометрического давления на стенку DА и описание эпюры избыточного давления на стенке ВС. Если известна высота H, можно подставить ее значение для получения конкретных чисел.