Лучшие помощники
19 октября 2023 13:15
303

Поворотный клапан закрывает выход из резервуара в трубу квадратного сечения Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для открытия клапана при следующих данных h=0.4м, H=1м, а=30(градусов), плотность бензина p(б)=700 кг/м(в кубе). Манометрическое давление паров бензина в резервуаре p(м)=10кПА.


как можно подробнее пожалуйста.

 .

1 ответ
Посмотреть ответы
Для определения силы, необходимой для открытия клапана, мы можем использовать принцип Архимеда и уравнение равновесия моментов.

1. Рассчитаем силу Архимеда, действующую на клапан:
F_A = p(б) * g * V,
где p(б) - плотность бензина, g - ускорение свободного падения (примерно 9.8 м/с^2), V - объем бензина в резервуаре.

Объем бензина можно найти, учитывая, что резервуар имеет квадратное сечение:
V = a^2 * h,
где a - длина стороны квадратного сечения резервуара, h - высота бензина в резервуаре.

Подставляя значения, получаем:
V = (0.4 м)^2 = 0.16 м^3,
F_A = 700 кг/м^3 * 9.8 м/с^2 * 0.16 м^3 = 1075.2 Н.

2. Рассчитаем момент силы Архимеда относительно оси вращения (петли):
M_A = F_A * H,
где H - расстояние от оси вращения до центра масс бензина.

Подставляя значения, получаем:
M_A = 1075.2 Н * 1 м = 1075.2 Нм.

3. Рассчитаем момент силы тяжести относительно оси вращения:
M_т = m * g * r,
где m - масса бензина, g - ускорение свободного падения, r - расстояние от оси вращения до центра масс бензина.

Массу бензина можно найти, учитывая его плотность и объем:
m = p(б) * V,
где p(б) - плотность бензина, V - объем бензина.

Подставляя значения, получаем:
m = 700 кг/м^3 * 0.16 м^3 = 112 кг.

Расстояние r можно найти, используя геометрические соображения. В данном случае, так как резервуар имеет квадратное сечение, центр масс будет находиться в середине стороны квадрата:
r = a/2,
где a - длина стороны квадратного сечения резервуара.

Подставляя значения, получаем:
r = (a/2) = (0.4 м)/2 = 0.2 м.

Вычислим момент силы тяжести:
M_т = 112 кг * 9.8 м/с^2 * 0.2 м = 219.52 Нм.

4. Уравновешивая моменты, получаем:
M_т = M_A,
219.52 Нм = 1075.2 Н * H,
H = 219.52 Нм / 1075.2 Н = 0.204 м.

5. Теперь мы можем рассчитать силу, необходимую для открытия клапана:
F = M_A / r,
где r - расстояние от оси вращения до точки приложения силы (в данном случае, длина троса).

Подставляя значения, получаем:
F = 1075.2 Нм / 0.204 м = 5274.51 Н.

Таким образом, сила Т, которую нужно приложить к тросу для открытия клапана, составляет примерно 5274.51 Н.
0
·
Хороший ответ
19 октября 2023 13:18
Остались вопросы?
Найти нужный