Họ và tên: Lê Đức AnhLớp: CTGTTP Khóa 53Email: markbresciano.victory@gmail.com

Đề bài: 1. Example 2.8 (page 65) 2. Part 10.6.3(page 564)

Sử dụng khái niệm áp suất PrismCho biết: Một bể áp lực có chứa dầu và có một l lỗ vuông, 0,6 m 0,6 m tấm bắt vít vào mặt của nó, được minh họa trong hình E2.8a. Đo được áp lực trên đỉnh của bể là 50 kPa,và bên ngoài bình là áp suất khí quyểnTìm: Xác định cường độ và vị trí của lực trên tấm hình vuông.

Hình E2.8Đổi đơn vị: 17ft = 5,182m 3ft = 0,914m

Bài giải

Phân bố áp suất tác động lên bề mặt bên trong của tấm là hình. E2.8b. Áp suất tại một điểm nhất định trên bề mặt là do áp suất không khí, p s ở bề mặt dầu, và áp lực do dầu, sự thay đổi tuyến tính với độ sâu như được thể hiện trong hình. Kết quả ở trên tấm ( có diện tích A), là do các thành phần, F1 và F2, F1 và F2 là do các hình chữ nhật và phần hình tam giác do sự phân bố áp lực tương ứng. Do đó,

F1 =(ps + h1) A =[50.103 N/m2 + (0.90)(9,81.103 N/m3)(2 m)](0.36 m2) 24.4.103 NVà

F2 =

= (0.90)(9.81.103 N/m3) (0.36 m2)

= 0.954 . 103 N

Độ lớn của lực FR, tính như sau:FR= F1 + F2 = 25,4.103 N= 25,4 kN

Vị trí của lực FR xác định bằng cách tổng hợp các mômen xung quanh 1 trục qua điểm O

FRyO = F1(0.3 m) + F2(0.2 m)Hoặc

(24,4.103 N)(0,3 m) + (0,954.103N)(0,2 m)YO= ––––––––––––––––––––––––––––––––––––

25,4.103N = 0,296 mVì vậy, lực ở khoảng cách 0,296 m so với đáy tấm theo trục thẳng đứng đối xứngBình luận : Lưu ý rằng áp suất không khí được sử dụng trong việc tính toán lực là áp lực đo. Áp suất khí quyển không ảnh hưởng đến mức độ kết quả lực hay vị trí, vì nó tác động lên cả hai mặt của tấm, từ đó triệt tiêu tác dụng của nó.

Đập tràn đỉnh rộng

Đập tràn đỉnh rộng là một cấu trúc trong một kênh mở có một đỉnh ngang, trên đó áp lực chất lỏng có thể được coi là thủy tĩnh. Một cấu trúc điển hình được hiển thị trong hình. 10.23. Nói chung, để đảm bảo hoạt động tốt, các đập tràn bị hạn chế trong phạm vi 0,08 < H/LW < 0,50. Những điều kiện này được thể hiện trong hình ở bên lề. Cho các khối đập dài (H/LW nhỏ hơn 0,08) sự mất mát ở đỉnh không thể bỏ qua. Mặt khác, đối với các khối đập ngắn ( H/LW lớn hơn 0,50) các đường dòng của dòng chảy trong khối đập không nằm ngang. mặc dù đập tràn rộng mào có thể được sử dụng trong các kênh của bất kỳ hình dạng mặt cắt ngang, chúng tôi hạn chế sự chú ý tới các kênh hình chữ nhật. Hoạt động của một đạp tràn đỉnh rộng được dựa trên thực tế là dòng chảy quan trọng gần như đều dặn được thực hiện trên phạm vi ngắn trên khối đập.( Nếu H/LW < 0,08, hiệu ứng nhớt là quan trọng, và dòng chảy là dưới giới hạn trên đập). Nếu động năng của dòng chảy thượng nguồn là không đáng kể sau đó V1

2/2g y1 và năng lượng cụ thể ngược dòng là E1= V1

2/2g + y1 y1. Quan sát cho thấy đó là dòng chảy đi qua khối đập, nó tăng tốc và đạt điều kiện quan trọng, y2=yC Fr2=1(i.e., V2=c2) tương ứng với mũi của đường cong năng lượng cụ thể ( Xem Fig. 10.7).Dòng chảy không tăng tốc lên điều kiện siêu tới hạn (Fr2 > 1). Làm như vậy sẽ đòi hỏi khả năng của chất lỏng hạ lưu để tiếp xúc với các chất lỏng thượng nguồn để cho nó biết rằng sự kết thúc của khối đập. Kể từ khi làn sóng không thể truyền ngược dòng chống lại một dòng chảy quan trọng, điều này thông tin không thể được truyền đi. Dòng chảy vẫn còn quan trọng, không siêu tới hạn, trên đập khối. Phương trình Bernoulli có thể được áp dụng giữa các điểm (1) thượng nguồn của đập và điểm (2) trên đập nơi dòng chảy là rất quan trọng để có được V1

2 VC2

H + PW + –––– = yC + PW + –––– 2g 2gHoặc, nếu vận tốc ngược dòng là không đáng kể.

(VC2 – V1

2) VC2

H – y C = –––––––––– = –––– 2g 2g

Đập tràn đỉnh rộng được điều tiết bởi dòng chảy quan trọng trên khối đập

Tuy nhiên, kể từ khi V2=VC= (gyC)1/2 , ta thấy rằng VC2=gyC từ đó ta có

được

H – yC =

Hoặc

YC =

Như vậy, lưu lượng là

Q = by2V2=byCVC=byC(gyC)1/2 =b yC3/2

Hoặc

Q = b H3/2

Đồng thời là một hệ số đập thực nghiệm được sử dụng vào đại lượng cho các kết quả thực tế khác nhau không được bao gồm trong phân tích đơn giản trên. đó là

Q = Cwb b H3/2

Các giá trị gần đúng của Cwb , hệ số đập tràn đỉnh rộng thể hiện trong hình bên, có thể tính được từ phương trình:

Cwb=1.125