Parcie hydrostatyczne I - konstrukcje płaskie

Kurs omawia parcie hydrostatyczne na konstrukcje płaskie. Przedstawia wyznaczanie punktu przyłożenia parcia oraz równowagę momentów pochodzących od parcia.

Udostępnij:

Czego się nauczysz?

  • Definicji parcia hydrostatycznego
  • Sposobu liczenia parcia hydrostatycznego dla klap płaskich
  • Sposobu wyznaczania środka parcia (punktu przyłożenia parcia) dla klap płaskich
  • Związku między środkiem ciężkości klapy a środkiem parcia
  • Wyznaczania środka parcia oraz różnorodnych kształtów (prostokąt. trójkąt, trapez, koło, półkole)
  • Wyznaczania środka parcia dla złożonych konstrukcji (klapy wieloelementowe)
  • Uwzględniania nadciśnienia przy liczeniu parcia i środka parcia
  • Dobierania osi układu odniesienia (pionowe z oraz skośne y) dla prawidłowego wyznaczenia środka parcia
  • Sposobu liczenia dodatkowych sił podpierających klapy (za pomocą równowagi momentów sił)
  • Różnic przy dokładnym i przybliżonym rozwiazywaniu zadań z punktów przyłożenia parcia
  • Kiedy liczyć całą odległość punktu przyłożenia parcia a kiedy tylko naddatek epsilon

Program kursu

Rozwiń wszystko

Całkowity czas: 2:58:45

+ 1. Wstęp 0:02:06

Wprowadzenie teoretyczne do kursu: definicja oraz wyjaśnienie czy jest siła parcia, jak rozumieć i liczyć punkt przyłożenia siły parcia (środek parcia) oraz jak liczyć momenty sił w zależności od ułożenia zawiasów podtrzymujących klapę/zaporę. Pokazane na rzeczywistym przykładzie oraz zilustrowane na przykładzie klapy trapezowej. 

Dodatkowo, opisane dwa sposoby na liczenie parcia: dla klap prostych (obecna cześć kursu) oraz klap zakrzywionych (inny kurs). Drugi metoda może być również stosowana dla klap prostych. Podejście wymaga znajomości sposobu określania ciśnienia hydrostatycznego oraz znajomości pojęcia momentu bezwładności względem osi przechodzącej przez środek ciężkości figury.

Dodatkowo zwraca się uwagę na kwestię interpretacji ciśnienia przy klapie.

Warto dodać ,że tematy środka ciężkości i momentów bezwładności są szeroko omówione w kursach Rafała Mstowskiego:

https://www.dobrykorepetytor.pl/kurs/srodki-ciezkosci-figur-plaskich

https://www.dobrykorepetytor.pl/kurs/momenty-bezwladnosci-figur-plaskich-i

Tutaj wystarczy podstawowy zakres tych tematów, ale może się zdarzyć, że natraficie na bardziej skomplikowane typy zadań albo projekty i wówczas powyższe kursy okażą się niezbędne.

Klapa prostokątna pionowa, zwrócenie uwagi na położenie środka parcia względem środka ciężkości klapy. Wyjaśnione krok po kroku wszystkie elementy niezbędne do rozwiązania zadania:

 - środek ciężkości klapy oraz pole klapy

 - ciśnienie hydrostatyczne w środku ciężkości

 - moment bezwładności klapy

 - oś referencyjna dla liczenia punktu przyłożenia parcia

Pionowa klapa trójkątna i trapezowa. Ponownie wyjaśnione krok po kroku wszystkie elementy niezbędne do rozwiązania zadania:

 - środek ciężkości klap (wzory dla trójkąta i trapezu) oraz pole klap

 - ciśnienie hydrostatyczne w środkach ciężkości klap

 - momenty bezwładności klap (dla trójkąta i trapezu)

 - oś referencyjna dla liczenia punktu przyłożenia parcia

 - złożony wzory na moment bezwładności trapezu

Klapa półokrągła, skierowana skośnie względem powierzchni swobodnej. Ponownie systematycznie pokazana metoda na liczenia środka ciężkości i środka parcia. Zwrócenie uwagi na wyznaczenie skośnej osi referencyjnej  od powierzchni.

Klapa trójkątna skośna, wyznaczenie środka parcia w przypadku obecności nadciśnienia w zbiorniku. Metodologia bazuje na dodaniu wirtualnej wysokości płynu, która zastępuje nadciśnienie panujące w zbiorniku. Środek parcia leży na osi zaczynającej się na tym poziomie wirtualnym. Sporo uwagi poświęcono aspektom geometrycznym liczenia tego typu zadań i właściwemu stosowaniu relacji trygonometrycznych.

Wyznaczanie masy  bloczka betonowego utrzymującego klapę w równowadze. Parcie działa z obu stron na klapę. Pokazano sposób obliczeń dla klapy w niepełnym zanurzeniu, w szczególności dobór odpowiedniej długości klapy. Zadania rozwiązane z równowagi momentów sił działających na klapę.

Klapa prostokątna z zawiasem w poprzek klapy (nie na jej końcu). Zwracamy uwagę ma dobór kierunku działania siły podpierającej zaporę - określenie, czy parcie jest przyłożone nad czy pod zawiasem oraz na dokładne położenie środka parcia spod krawędzi swobodnej.

Klapa prostokątna zanurzona przy powierzchni, kierunek skośny. Jak poprzednio, liczymy parcie oraz jego punkt przyłożenia. Omawiamy drobne różnić obliczeniowych z przybliżeń vs. obliczenia dokładne dla prostych konfiguracji klap (proporcje 2/3:1/3 dla klapy prostokątnej zanurzonej od powierzchni). Zadanie zawiera elementy trygonometrii w celu określenia wszystkich wymiarów. 
 

Złożona konstrukcja klapy z dwóch prostokątów, liczona rozdzielnie dla każdego. Znajdujemy wypadkowy punkt przyłożenia parcia (środek parcia) za pomocą bilansu momentu składowych sił parcia. Ponownie zwracamy uwagę na dobre przyłożenie składowych parć (pod klapą). Wypadkowe punkt przyłożenia parcia okazuje się średnią ważoną pozycji punktów dla klap składowych.

Parcie dla klapy okrągłej (włazu), wraz z punktem przyłożenia. Z bilansu momentów sił wyznaczamy siłę pionową potrzebną do pionowego podparcia włazu od góry. Uwzględniamy wzór na moment bezwładności koła oraz trygonometrię dla wyznaczania odpowiednich długości na zaporze.

Klapa dwuelementowa przełamana, zanurzona całkowicie - liczona za pomocą dwukrotnego zastosowania metod wyznaczania parć oraz środków parć: raz dla kierunku pionowego, raz dla kierunku skośnego.  Szczególna uwaga jest zwrócona na odpowiednie wyznaczenie osi skośnej "y" oraz wymaganych wymiarów.

Wymagania

  • Podstawy algebry, geometrii i trygonometrii
  • Liczenie ciśnienia hydrostatycznego - patrz Mechanika Płynów - kurs podstawowy (otwarty dostęp)
  • Pojęcia środka ciężkości figury
  • Pojęcie momentu bezwładności figury

Opis kursu

Zapraszam Was na kurs z mechaniki płynów dotyczący liczenia parcia hydrostatycznego. W tym materiale skupimy się na konstrukcjach płaskich. Kurs zawiera krótkie wprowadzenie teoretyczne oraz 10 w pełni rozwiązanych zadań:
W części teoretycznej tłumaczę czym jest parcie oraz jak liczyć jego punkt przyłożenia (środek parcia). Zwracam też uwagę na pewne aspekty liczenia równowagi momentów sił działających na klapę.  

Dla kompletności, pokazuję metody liczenia parcia zarówno dla klap płaskich jak i elementów zakrzywionych, mimo, że tym drugim poświęcony jest osobny materiał kursowy (parcie hydrostatyczne -  elementy zakrzywione).

Prezentuję serię dziesięciu zadań, gdzie wyznaczamy parcie dla różnych konfiguracji klap a także wyliczamy punkty jego przyłożenia oraz niejednokrotnie dodatkowe siły i momenty sił potrzebne do utrzymania klap w równowadze.

Omawiam najbardziej typowe przykłady w postaci:

 - klap prostokątnych

 - klap okrągłych

 - klap trójkątnych

 a także omawiam nieco bardziej złożone konstrukcje (klapy złożone z elementów ukośnych, napory obustronne itp.).

W zadaniach dużo uwagi poświęcam:

 - właściwemu doborowi osi układu współrzędnych, względem którego należy wyznaczać punkt przyłożenia parcia

 - poprawności doboru kierunków działania sił i interpretacji wyniku

O autorze kursu

wojciech-regulski-avatar

Wojciech Regulski

Udzielam korepetycji od 19 lat i specjalizuję się w mechanice płynów, której uczyłem prawie 10 lat na Politechnice Warszawskiej. Zapraszam Was do moich pierwszych trzech kursów z mechaniki płynów.
Zobacz profil

Oceny i recenzje uczniów

Razem z korepetytorami pracujemy nad jak najlepszą jakością kursów, dlatego Twoja opinia jest dla nas bardzo ważna.

Aby dodać opinię, musisz być zalogowany.

Zaloguj się
Loading...
Parcie hydrostatyczne I - konstrukcje płaskie

59.99 zł

Bezpieczna płatność
  • 12 filmów
  • ponad 179 min materiału wideo
  • bez ograniczeń czasowych
  • dostęp 24/7 przez stronę
  • obsługa urządzeń mobilnych

59.99 zł