Стр. 11 - Лабораторный практикум по гидравлике и гидромашинам

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ГИДРАВЛИКЕ И ГИДРОМАШИНАМ
11
Поверхностными называются силы, распределенные по поверхности S,
ограничивающей выделенный жидкий объем W. Эти силы обусловлены непо-
средственным воздействием на данный объем соседних объемов жидкости или
других тел (твердых и газообразных), граничащих с данным объемом.
Интенсивность поверхностных сил в каждой точке поверхности S изме-
ряется напряжением поверхностных сил, равным пределу отношения равно-
действующей поверхностных сил R  , действующих на элементарную площад-
ку, к площади S  этой площадки при стремлении последней к нулю
(стягивании в точку):
S
R
r
S 


0 Δ
lim .
В общем случае векторы R  и r ориентированы по отношению к пло-
щадке S  произвольным образом. Поэтому силу R  можно разложить на две
составляющие: нормальную P  – силу давления и тангенциальную Т  – силу
трения. Соответственно полное напряжение поверхностной силы r разлагается
на напряжение сил давления, действующее по нормали n к площадке S  ,
S
P
p
S 


 0 Δ
lim ,
которое называется гидромеханическим давлением , и напряжение сил трения –
касательное напряжение:
S
Т
S 


 0 Δ
lim .
Единицей измерения напряжения поверхностных сил r и его составляю-
щих p и τ в системе СИ является паскаль (Па) – 1Па = 1Н/м2 , а также кратные
единицы 1кПа = 1·103 Па; 1МПа = 1·106 Па. Применяется также внесистемная
единица – техническая атмосфера (ат): 1ат=1кгс/см2 =9,81·104 Па=98,1кПа.
Гидростатическое давление и его свойства. В покоящейся жидкости
отсутствуют касательные напряжения τ, поэтому напряжение поверхностных
сил r состоит только из давления p, которое в этом случае называется гидро-
статическим.
Гидростатическое давление обладает двумя свойствами:
 гидростатическое давление всегда направлено по внутренней нормали к
площадке, на которую оно действует. Таким образом, оно является нормаль-
ным сжимающим напряжением, т.е. направлено внутрь жидкого объема,
давление на который мы рассматриваем.
 величина гидростатического давления в данной точке жидкого объема оди-
накова по всем направлениям, т.е. не зависит от ориентации в пространстве
площадки, включающей эту точку.
Поверхность в жидкости, во всех точках которой давление одинаково, на-
зывается поверхностью равного давления, или поверхностью уровня.