10468

Равновесие плавающих тел

Б) Случай PV > G

Тело будет всплывать до тех пор, пока его часть не выйдет из жидкости, причем будет соблюдено усл

G = P′

V

Состояние равновесия

WL – площадь грузовой ватерлинии (площадь горизонтального сечения судна по линии WL)

АВ – ось плавания с – центр тяжести судна

D1 – центр водоизмещения при крене судна

М – точка пересечения оси плавания АВ с вертикалью, проведенной через центр водоизмещения D1, эта точка называется метацентром.

Сопоставляя два разных судна (схемы б, в), видим следующее:

1)на схеме (б) центр водоизмещения D1 при крене оказался правее точки с, причем возник момент, возвращающий судно в положение покоя. Данный случай характеризуется тем, что метацентр М лежит выше точки с.

2)на схеме (в) центр водоизмещения D1 при крене оказался левее точки с, причем возник момент, опрокидывающий судно. Данный случай характеризуется тем, что метацентр М лежит ниже точки с.

Состояние равновесия

Dс = е – эксцентриситет;

сМ = hм – метацентрическая высота;

DM = r = е + hм – метацентрический радиус.

hм – считается положительной, если М расположена выше с; отрицательной – ниже.

Остойчивостью судна называют способность его возвращаться в состояние равновесия после получения крена.

hм > 0; r > е – судно остойчивое; hм < 0; r < е – судно неостойчивое.

Чем больше r величины е, тем больше остойчивость судна. Следует отметить, что эксцентриситет е для данного плавающего судна не является постоянной величиной.

Гидродинамика

Основы гидродинамики

Гидродинамика (точнее, техническая гидродинамика) изучает законы движения жидкости, а также взаимодействие между жидкостью и твердыми телами при их относительном движении. Гидродинамика позволяет использовать эти законы при решении задач в области водоснабжения, канализации, газоснабжения, вентиляции, гидротехники и т.д. .

Теория технической гидродинамики, изложенная в данном пособии, строится для струйной модели жидкости и основывается на 3-х основных уравнениях, носящих общий характер:

-уравнение несжимаемости и неразрывности движущейся жидкости (уравнение баланса расхода жидкости);

-уравнение баланса удельной энергии потока (уравнение Бернулли);

-гидравлическое уравнение количества движения.

Основные понятия и определения. Гидравлические элементы потока

1. Траектория - путь или след отдельно проходящей частицы жидкости в пространстве за определенный промежуток времени

Основные понятия и определения. Гидравлические элементы потока

Линия тока – кривая линия, проведенная через последовательно расположенные точки жидкости таким образом, что векторы скоростей будут к ней касательными в какой-то момент времени, Таким образом, траектория движения характеризует путь одной частицы; линия тока – направление движения различных частиц, принадлежащих этой линии

Основные понятия и определения. Гидравлические элементы потока

Элементарная струйка – пучок линий тока, проведенных для одного и того же момента времени (аналогия: взять кабель и посмотреть на срез, там много мелких проводков).

Поток – совокупность элементарных струек. На рис.: abcd- поток; kl- элементарная струйка; mn- линия тока.

Основные понятия и определения. Гидравлические элементы потока

Живое сечение потока ω, м2 – сечение, проведенное перпендикулярно средним скоростям или линиям тока Смоченный периметр , м - периметр той

части поперечного сечения русла, которая смочена движущейся жидкость Гидравлический радиус R- отношение

Гидродинамическое давление р, Па – внутреннее давление движущейся жидкости, отнесенное к единице поверхности. Когда возникает движение жидкости?