Пример 2.4. Построить эпюру избыточного гидростатического давления и определить силу суммарного давления и направление ее на цилиндрический затвор.
Исходные данные:
Диаметр затвора
Плотность воды
Глубина воды перед затвором
Длина затвора
Решение:
Избыточное гидростатическое давление равно на глубине H/4:
Избыточное гидростатическое давление равно на глубине H/2:
Избыточное гидростатическое давление равно на глубине 3H/4:
Избыточное гидростатическое давление равно на глубине H:
На соответствующей глубине на продолжении радиусов откладываем в масштабе полученные величины гидростатического давления. Концы векторов соединяем кривой линией.
Горизонтальная составляющая силы суммарного давления
ω.b - площадь проекции криволинейной стенки ВСD на вертикальную плоскость
Определим угол ψ
Площадь фигуры ACBD равна:
Вертикальная составляющая силы суммарного давления. Вертикальная составляющая равна весу жидкости в объеме тела давления.
W - объем тела ABCD
w - площадь фигуры ABCD
Равнодействующая сила давления. Сила суммарного давления жидкости на цилиндрическую поверхность может быть выражена геометрической суммой ее составляющих: горизонтальной Pг и вертикальной Pв:
Угол наклона равнодействующей давления к горизонту находим из соотношения