1. Cel wiczenia
Tematem wiczenia byo wyznaczenie dowiadczalnie siy parcia hydrostatycznego i ramienia jego dziaania, oraz porównanie uzyskanych wyników z wynikami otrzymanymi metodami rachunkowymi.
2. Wstp teoretyczny
Parcie hydrostatyczne jest si, któr dziaa ciecz, bdca w spoczynku na cian naczynia lub ciao w niej zanurzone. Parcie moe by wyznaczone drog analityczn, wedug wzoru:
P = g . hs . A (1)
gdzie:
P - parcie hydrostatyczne,
g - ciar cieczy,
hs - zagbienie rodka ciany - wyznaczone z zalenoci geometrycznych,
A - pole powierzchni ciany
lub geometrycznie przy pomocy wykresów parcia i wzoru:
P = g . V (2)
gdzie:
V - objto wykresu parcia.
Metoda geometryczna pozwala na okrelenie wysokoci rodka parcia, który przechodzi przez rodek cikoci bryy parcia. Dla cian symetrycznych wzgldem osi pionowej odlego zagbienia rodka cikoci ciany a zagbienia rodka parcia wyraa zaleno:
std, po uwzgldnieniu odlegoci punktu obrotu pywaka od zwierciada wody d mamy :
gdzie:
IXo - moment bezwadnoci pola A wzgldem osi centralnej obliczany ze wzoru (4), dla przekroju kwadratowego - ze wzoru (5),
hp - zagbienie rodka parcia,
hs - zagbienie rodka cikoci - wyznaczone z zalenoci geometrycznych,
gdzie:
IX - moment bezwadnoci pola A wzgldem osi x obliczany ze wzoru (6),
A - pole powierzchni, na któr dziaa sia parcia,
yc - pooenie rodka cikoci powierzchni, na któr dziaa sia parcia, wzgldem osi x, obliczony na podstawie zalenoci (8)
[Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
(6) [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
(7) [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
(8)
gdzie:
MX - moment statyczny pola A wzgldem osi x obliczany ze wzoru (6),
a - szeroko figury powierzchni, na któr dziaa sia parcia,
h - wysoko figury powierzchni, na któr dziaa sia parcia,
S - pole powierzchni figury, na któr dziaa sia parcia,
3. Opis wiczenia
Ukad pomiarowy przedstawia schemat na Rysunku nr 1. Woda nalana do zbiornika bd do pywaka, dziaa si parcia, która wychyla ukad z pooenia równowagi. Umieszczenie na odpowiedniej szalce odwaników powoduje powrót do stanu równowagi. Przed przystpieniem do pomiarów musielimy wypoziomowa model i wytarowa wag. Nasze dowiadczenie polegao na pomiarze wysokoci napenienia, oraz doborze odwaników powodujcych powrót ukadu do równowagi. Pomiarów dokonywalimy dla trzech rónych wariantów napenienia zbiornika:
Wariant I - napenienie wod zbiornika,
Wariant II - napenienie wod pywaka'
Wariant III - napenienie wod zbiornika i pyawka.
Parcie wyznaczamy z zalenoci na równowag momentów:
P . c = m . g . r , (4)
co po przeksztaceniu daje nam równanie :
gdzie:
r - rami wagi (a = 34,0 cm; b = 44,0 cm),
g - przyspieszenie ziemskie,
c - rami siy parcia. Wyznaczone z wykresów parcia,
m - masa odwaników.
Natomiast rami siy parcia, obliczamy z przeksztaconego równania (4), po uwzgldnieniu wzoru (1):
gdzie:
- ciar waciwy wody,
- gsto wody w temperaturze t = 23 °C, [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
A - powierzchnia, na któr dziaa sia parcia - zalene od wariantu wiczenia,
hs - zagbienie rodka cikoci - wyznaczone z zalenoci geometrycznych.
Pozostae wartoci wykorzystywane w dalszych obliczeniach:
grubo cianek bocznych pywaka d1 = 6 mm,
grubo cianki dolnej i górnej pywaka d2 = 4 mm,
szeroko cianki zewntrznej pywaka b1 = 10 cm,
szeroko cianki wewntrznej pywaka b1 = 8,8 cm.
wysoko cianki wewntrznej pywaka h1 = 9,2 cm.
wewntrzny promie krzywizny pywaka R1 = 20,0 cm,
zewntrzny promie krzywizny pywaka R2 = 30,0 cm,
rzdna osi obrotu nad dnem R0 = 37,5 cm
4. przykadowe obliczenia ramienia siy parcia.
Wyznaczenie momentu bezwadnoci wzgldem osi centralnej:
dla wariantu III - na podstawie wzorów: (4), (6), (7) i (8):
Pooenie osi obrotu nad zwierciadem wody:
gdzie:
R0 - zewntrzny promie krzywizny pywaka;
H - wysoko zwierciada wody.
Pooenie rodka cikoci powierzchni na któr dziaa sia parcia:
w wariancie I: [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
w wariancie III:
[Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
gdzie: h - wysoko wykresu parcia
Dowiadczalne wyznaczenie ramienia siy parcia cd:
w wariancie III - wzór (6): [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
Analityczne wyznaczenie ramienia siy parcia ca:
w wariancie III - wzór (3): [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
Graficzne wyznaczenie ramienia siy parcia cg:
Pooenie rodka cikoci x wykresu trójktnego jest równe: [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
,
a cg wynosi: [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
w wariancie III: [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
Pooenie rodka cikoci x wykresu (trapezu) parcia w wariancie III:
[Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
[Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
, [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
std
gdzie:
a, b, h - wymiary wykresów parcia,
Qc - cakowite pole wykresu,
Qt - pole trójkta,
Qp - pole prostokta,
[Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
, [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
, [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
Std:
5. przykadowe obliczenia siy parcia.
Dowiadczalne wyznaczenie siy parcia Pd:
w wariancie III - wzór (5): [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
Analityczne wyznaczenie siy parcia Pa:
w wariancie III - wzór (1): [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
Graficzne wyznaczenie siy parcia Pg:
w wariancie III - wzór (2): [Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
[Author ID0: at Thu Nov 30 00:00:00 1899
]
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Jak sprawdzić jakość filmu po 1 parcie, DOC
tabela parcie doc
PARCIE (4) DOC
PARCIE S DOC
wniski parcie doc
PARCIE H DOC
europejski system energetyczny doc
KLASA 1 POZIOM ROZSZERZONY doc Nieznany
5 M1 OsowskiM BalaR ZAD5 doc
Opis zawodu Hostessa, Opis-stanowiska-pracy-DOC
Messerschmitt Me-262, DOC
Opis zawodu Robotnik gospodarczy, Opis-stanowiska-pracy-DOC
Opis zawodu Położna, Opis-stanowiska-pracy-DOC
Opis zawodu PrzetwĂłrca ryb, Opis-stanowiska-pracy-DOC
Blessing in disguise(1), Fanfiction, Blessing in disguise zawieszony na czas nie określony, Doc
Opis zawodu Politolog, Opis-stanowiska-pracy-DOC
więcej podobnych podstron