问题 69. 在一个水箱中,有一个直径为 R = 20 cm 的圆孔,该圆孔被一个相同半径的半球形阀门封闭(见图 1.39)。阀门重量G=200H。您需要计算:
a) 如果水自由表面上的压力 Рм = 2.5 m,且 Рm = 150 kPa,则在压力 H 下提升阀门所需的力 T。
为了解决这个问题,我们将使用阿基米德定律。根据该定律,浸入液体中的物体受到的力等于排出液体的重量。
因此,为了提升阀门,需要产生大于排出流体的重量和阀门本身的重量的力。我们用 T 来表示这个力。
那么提升阀门所需的力 T 由以下公式确定:
T = G + ρ * g * V
其中 G 是阀门的重量,ρ 是流体的密度,g 是重力加速度,V 是排开流体的体积。
排出液体的体积可以用半球体积的一半来计算:
V = (2/3) * π * R^3
该温度下水的密度约等于1000 kg/m^3,重力加速度取等于9.81 m/s^2。
因此,力 T 由以下公式确定:
T = 200H + 1000 kg/m^3 * 9.81 m/s^2 * (2/3) * π * (0.2 m)^3
要计算力 T,需要知道压力 H 的值。但是,如果压力已知,则力 T 可以简单地确定为孔面积与孔上压力差的乘积。阀门的下表面和上表面:
T = π * R^2 * (Рm - ρ * g * Н)
因此,需要知道压力值才能计算提升阀门所需的力 T。
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为了解决这个问题,使用了阿基米德定律,根据该定律,浸入液体中的物体受到的力等于排出液体的重量。要计算力 T,必须知道压力 H 的值。如果压力已知,则力 T 可以简单地确定为孔面积与下、下压力差的乘积。阀门的上表面。
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该产品是一个包含液压问题 69 解决方案的文件。问题中,有一个水库,水库底部有一个半径为 R = 20 cm 的圆孔,该孔被一个相同半径的半球形阀门堵塞,该阀门的重量为 G = 200H。如果自由表面上的压力为РмН = 2.5 m,R = 0.2 m,G = 200H,Рм = 150 kPa,则需要计算在压力H下提升阀门所需的力T。
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