wykresy parć hydrostatycznych - WWW APK

Transkrypt

wykresy parć hydrostatycznych - WWW APK
Adam Paweł Kozioł
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
Przykłady
Wersja 1.d
© APK (2006-2013)
Od Autora
Skrypt (eBook) „Wykresy parć hydrostatycznych” jest przeznaczony dla studentów studiów dziennych,
wieczorowych i zaocznych wydziałów o kierunkach zarówno budowlanych jak i inżynierii środowiska.
Szczególnie dla tych, którzy chcieliby przyswoić sposób konstruowania wykresów parć
hydrostatycznych na powierzchnie płaskie i zakrzywione w oparciu o większą ilość przykładów.
Skrypt „Wykresy parć hydrostatycznych” zawiera sporą ilość przykładów spotykanych w różnej
literaturze technicznej. Są to przykłady wykorzystywane przez autora w dydaktyce oraz przykłady
zaproponowane przez studentów.
Mam nadzieję, że skrypt spełni swoją rolę w procesie dydaktycznym. Oczekuję także wszelkich uwag
na jego temat, które proszę zgłaszać na adres [email protected].
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-2-
SPIS
1. Wiadomości wstępne
2. Wykresy parć hydrostatycznych na powierzchnie płaskie i zakrzywione – przykłady
========================================================================
1. Wiadomości wstępne
Skrypt
ten
poświęcony
jest
wyłącznie
praktycznemu
konstruowaniu
wykresów
parć
hydrostatycznych na powierzchnie płaskie i zakrzywione. Do teorii obliczania parć hydrostatycznych i
konstruowania brył czy wykresów parć odsyłam do dostępnej literatury technicznej.
1.1.
Konstruowanie wykresu parcia hydrostatycznego na powierzchnię płaską (metoda
graficzna)
W celu zbudowania bryły parcia, należy odłożyć prostopadle w każdym punkcie powierzchni
wartość jego zagłębienia. Wobec liniowej zmienności zagłębień wystarczy w praktyce dokonać tego
dla skrajnych punktów powierzchni jak pokazano na rysunku 1.1. Powstała bryła nazywana jest bryłą
parcia hydrostatycznego (rys 1.1). Kierunek działania parcia nadaje się zwrot zgodny ze zwrotem siły
parcia. Przekrój przez bryłę parcia nazywany jest wykresem parcia, jak pokazano na rysunku 1.2.
Wykres parcia przedstawia zmiany elementarnych parć na powierzchni obliczonych na podstawie
xN
=
xS
wysokości ciśnienia.
zS z
N
S
N
zS
zN = 2Z
3
Z
S
z
a=
z
Rysunek 1.1
Z
3
N
P
Z
Rysunek 1.2
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-3-
1.2. Konstruowanie wykresu parcia hydrostatycznego na powierzchnię zakrzywioną (metoda
parć składowych)
W celu zbudowania brył parcia (rysunek 1.3):
* parcia poziomego - należy dla każdego punktu powierzchni odłożyć wartość jego
zagłębienia od linii pionowej.
W praktyce dokonuje się tego dla skrajnych punktów
powierzchni.
* - parcia pionowego - należy poprowadzić pionowe linie ograniczające powierzchnię i
objętość zawarta pomiędzy tymi liniami, daną powierzchnią i linią zwierciadła wody jest
bryłą parcia pionowego.
dP
dP
dA
dA
dA
dP
dAz= dA sinα
dP
dA
α
α
dPx = dP sinα
dPz= dP cosα
z
α
dAx = dA cos α
-
Px
h/3
Pz
Pz
h
β
P
P
Px
+
β
Rysunek 1.3
x
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-4-
2. Wykresy parć hydrostatycznych na powierzchnie płaskie i zakrzywione – przykłady
Przykład – 1
Parcie na 3 powierzchnie płaskie zanurzone na różnej głębokości.
z
z
Przykład – 2
Parcie na 3 powierzchnie płaskie zanurzone na różnej głębokości.
h
h
z
z
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-5-
Przykład – 3
Metoda graficzna
zN= 2/3Z
S
P
Z
Z
N
1/3Z
α
z
zS = Z/2
3L
2/
=
α
y N /s in
Z
=
L
P = γΒ
a
2
Z
2sinα
y
Przykład – 4
Metoda parć składowych
Pz
2Z
3
Px
P
zN=
Z
Px β
y
N
α
Z
P =
P x2 + P z2
tgβ =
PZ
PX
s
2 Z/
=
3
N
inα
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-6-
Przykład – 5
Metoda graficzna
z1
z1
P
z2
z2
Z
a
Przykład – 6
Metoda parć składowych
Pz
z1
z2
Z
P
z1
Px
Z
z2
Px
a
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-7-
Przykład – 7
Metoda graficzna
z
P
PL
a
z1
z2
z1
aL
PP
a
O
aP
z2
y
Przykład – 8
Metoda parć składowych
Pz
P
z
Px
Z
z
Z
a
O
y
z
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-8-
Przykład – 9
Metoda graficzna
Z
PL
z
PP
Z
z
O
Z
P
z
Z
z
O
Przykład – 10
Metoda parć składowych
Pz
Px
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
-9-
Przykład – 11
Parcie na powierzchnię ABC
Metoda parć składowych
Schemat:
A
h
B
a
h
C
Parcie poziome
A
A
B
B
Px
PxP
PxL
C
C
Parcie pionowe
A
A
B
A
B
B
C
C
B
C
Parcie wypadkowe
A
Pz
B
Px
C
A
C
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 10 -
Przykład – 12
Parcie na powierzchnię ABCD
Metoda parć składowych
Schemat:
A
x
B
4a
C
a
D
a
a
Parcie poziome
A
A
x
B
x
B
PxL
Px
C
D
C
PxP
D
Parcie pionowe
A
A
x
B
A
B
B
B
C
C
C
D
D
C
C
D
Parcie wypadkowe
A
x
B
Pz1
Pz2
Px
C
D
D
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 11 -
Przykład – 13
Parcie na powierzchnię ABCD
Metoda parć składowych
Schemat:
x
A
B
4a
3a
C
D
a
a
Parcie poziome
Px
PxP
PxL
Parcie pionowe
A
A
A
B
B
B
=
C
C
D
C
C
D
D
Parcie wypadkowe
Pz
Px
D
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 12 -
Przykład – 14
Parcie na powierzchnię ABCD
Metoda parć składowych
Schemat:
A
R
B
D
C
Parcie poziome
Px
Parcie pionowe
A
A
D
B
D
B
B
Pz
C
Px
C C
Parcie wypadkowe
Px
Pz
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 13 -
Przykład – 15
Parcie na powierzchnię ABC
Metoda parć składowych
Schemat:
A
B
R
C
Parcie poziome
A
Px
B
A
+ B
B
R
=
C
C
Parcie wypadkowe
A
Px
B
Pz
R
C
Pz
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 14 -
Przykład – 16
Parcie na powierzchnię ABC
Metoda parć składowych
Schemat:
A
B
R
C
Parcie pionowe
Parcie poziome
A
B
A
+ B
Pz
=
B
C
C
Parcie wypadkowe
A
R
B
Px
R
Pz
Px
C
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 15 -
Przykład – 17
Parcie na powierzchnię ABCD
Metoda parć składowych
Schemat:
A
2R
D
R
3R
B
C
Parcie poziome
PxP
Px
P
xL
Parcie pionowe
Pz
A
A
+
D
B
D
A
+
B
Pz
D
=
B
A
D
Pz
Pz
C
C
C
C
Parcie wypadkowe
A
D
Pz B
C
Px
B
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 16 -
Przykład – 18
Parcie na powierzchnię ABC
Metoda parć składowych
Schemat:
0
A
B
R
C
Parcie
poziome
Parcie pionowe
0
A
A
+ B
Px
B
=
B
R
C
C
Parcie wypadkowe
0
A
Pxx
B
Pz
C
Pz
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 17 -
Przykład – 19
Parcie na powierzchnię ABC
Metoda parć składowych
Schemat:
0
A
B
R
C
Parcie poziome
PPx
0
0
A
A
PPx
B
xL
B
x
P
C
xP
C
Parcie pionowe
0
A
A
A
+
B
B
+
Pz
=
B
B
B
C
C
C
Parcie wypadkowe
0
A
Pxx
Pz
B
C
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 18 -
Przykład – 20
Parcie na powierzchnię AB
Metoda parć składowych
Schemat:
A
R
B
Parcie poziome
Parcie pionowe
A
Pz
R
P
x
B
B
A
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 19 -
Przykład – 21
Parcie na powierzchnię ABC
Metoda parć składowych
Schemat:
A
B
R
R
C
Parcie poziome
Parcie pionowe
A
B
+
B
P
A
=
A
B
B
Pz
x
C
C
C
Parcie wypadkowe
A
B
Pz
P
x
C
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 20 -
Przykład – 22
Parcie na powierzchnię AB
Metoda parć składowych
Schemat:
A
R
R
B
Parcie poziome
A
A
R
R
P
P
xL
x
P
xP
B
B
Parcie pionowe
Pz
A
A
A
+
R
R
B
B
B
Parcie wypadkowe
Pz
A
R
P
x
B
=
A
WYKRESY PARĆ HYDROSTATYCZNYCH
© APK
- 21 -
Przykład – 23
Parcie na powierzchnię AB
Metoda parć składowych
Schemat:
Parcie wypadkowe
pn
pn
γ
pn
Pz
H
H
A
A
R
Px
R
B
B
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------UWAGA:
Jeżeli znalazłeś jeden błąd to już rozumiesz konstruowanie wykresów!