Как называется центр повышенного давления
Распределённую нагрузку, действующую на наклонную стенку, заменим сконцентрированной. Для этого найдём на наклонной стенке положение точки D, в которой приложена равнодействующая силы давления. Точку, в которой приложена эта сила, называют центром давления. Как уже неоднократно рассматривалось, давление, действующее в любой точке, в соответствии с основным уравнением гидростатики складывается из двух частей: внешнего давления P0, передающегося всем точкам жидкости одинаково, и давления столба жидкости P, определяемого глубиной погружения этой точки.
Для нахождения центра избыточного давления жидкости применим уравнение механики, согласно которому момент равнодействующей силы относительно оси 0X равен сумме моментов составляющих сил, т.е.
где YD — координата точки приложения силы Fизб,
Y – текущая глубина.
Учтём, что, если hc выразить как координату точки C по оси Y, то Fизб примет вид:
10. Сила давления жидкости на криволинейную стенку
Чаще всего необходимо
определить силу, действующую на цилиндрическую поверхность, имеющую вертикальную ось симметрии. Возможны два вари- анта. Первый вариант — жидкость воздействует на стенку изнутри.
Во втором варианте жидкость действует на стенку снаружи. Рассмотрим оба этих варианта.
В первом случае выделим объём жидкости, ограниченный рассматриваемым участком цилиндрической поверхности AB, участком свободной поверхности CD, расположенным над участком AB, и двумя вертикальными поверхностями BC и CD, проходящими через точки A и B. Эти поверхности ограничивают объём ABCD, который находится в равновесии. Рассмотрим условия равновесия этого объёма в вертикальном и горизонтальном направлениях. Заметим, что, если жидкость действует на поверхность AB, c какой то силой F, то с такой же силой, но в обратном на- правлении, и поверхность действует на рассматриваемый объём жидкости. Эту силу, перпендикулярную поверхности AB, можно представить в виде горизонтальной Fг и вертикальной Fв составляющих.
Условие равновесия объёма ABCD в вертикальном направлении выглядит, так:
где P0 – внешнее давление, Sг – площадь горизонтальной проекции поверхности AB, G – вес выделенного объёма жидкости.
Условие равновесия этого объёма в горизонтальной плоскости запишем с учётом того, что силы, действующие на одинаковые вертикальные поверхности AD и CE, взаимно уравновешиваются. Остаётся только сила давления на площадь BE, которая пропорциональна вертикальной проекции Sв поверхности AB. С учётом частичного уравновешивания будем иметь условие равновесия сил в горизонтальном направлении в виде:
где hс— глубина расположения центра тяжести поверхности AB. Зная Fг и Fв определим полную силу F, действующую на цилиндрическую поверхность
Во втором случае, когда жидкость воздействует на цилиндрическую поверхность снаружи, величина гидростатического давления во всех точках поверхности AB имеет те же значения, что и в первом случае, т.к. определяется такой же глубиной. Силы, действующие на поверхность в горизонтальном и вертикальном направлениях, определяются по тем же формулам, но имеют противоположное направление. При этом под величиной G надо понимать тот же объём жидкости ABCD, несмотря на то, что на самом деле он, в данном случае и не заполнен жидкостью. Положение центра давления на цилиндрической стенке легко можно найти, если известны силы Fг и Fв и определены центр давления на вертикальной проекции стенки и центр тяжести рассматриваемого объёма ABCD. Задача упрощается, если рассматриваемая поверхность является круговой, т.к. равнодействующая сила при этом пересекает ось поверхности. Это происходит из-за того, что силы давления всегда перпендикулярны поверхности, а перпендикуляр к окружности всегда проходит через её центр.
11. Введение в динамику: классификация видов течения жидкости, основные кинематические понятия
Поток — направленное движение частиц под действием сил.
Траектория жидкой частицы – след оставляемый жидкой частицей при её движении.
Виды течения жидкости
12. Уравнение не разрывности в гидравлической форме для потока жидкости при установившемся движении
Если просуммировать расходы всех элементарных струек в каждом живом сечении потока, то получится уравнение неразрывности для потока при установившемся движении. Обычно его записывают в следующих видах:
или или
Из сказанного видно, что для несжимаемой жидкости при установившемся движении жидкости расход во всех живых сечения потока одинаков, несмотря на то, что площади живого сечения и средние скорости в каждом сечении и могут быть разными. Из уравнения неразрывности вытекает следующее важное соотношение:
т.е. средние скорости в живых сечениях потока обратно пропорциональны их площадям. Уравнение неразрывности потока жидкости в гидравлической форме очень часто применяется в гидравлике для описания движения жидкости в каналах и трубопроводах.
13. Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса
Re – мера отношения силы инерции к силе вязкости трения. Re= Fин/Fтр=ma/τS=
=(ρv?/t)/(μl3?/t)=(l/t)l/ν=?d/ν
14. Ламинарный режим движения. Распределение скоростей и касательных напряжений. Средняя скорость. Формула Пуазейля
Эпюра касательных напряжений
Τ=(P1-P2)r/(2l) – касательное напряжение
?=(Р1-Р2)R2/(8μl) – средняя скорость при ламинарном режиме
(М) Формула Пуазейля
h- потеря напора на трение
ν – кинематическая вязкость
15. Турбулентный режим движения. Структура потока. Области гидравлического сопротивления
1 Это область гидравлически гладких труб. Если число
Рейнольдса лежит в диапазоне 4000 < Re < 10(d / ΔЭ) коэффициент λ
определяется по полуэмпирической формуле Блазиуса
2 Переходная область.
25d/Δ<Re<500d/Δ
3.
Это область шероховатых труб, в которой все линии с различными шероховатостями
параллельны между собой.
— формула Шифринсона
16. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл
17. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Геометрический и энергетический смысл
18. Местные гидравлические сопротивления. Формула Борда. Формула Вейсбаха
Местные сопротивления – короткие участки канала на котором скорость меняет величину или направление.
Дата добавления: 2015-10-14; просмотров: 3462; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8796 — | 7156 — или читать все…
Читайте также:
Источник
Точка приложения
результирующей силы давления жидкости
на любую поверхность называется центром
давления.
Применительно
к рис. 2.12 центром давления является т.
D.
Определим
координаты центра давления (xD;
zD)
для
любой плоской поверхности.
Из теоретической
механики известно, что момент
равнодействующей силы относительно
произвольной оси равен сумме моментов
составляющих сил относительно той же
оси. За ось в нашем случае примем ось Ох
(см. рис. 2.12), тогда
Известно
также, что является
моментом инерции площади
относительно оси Ox
В результате
получаем
откуда
Подставим
в это выражение формулу (2.9) для Fи
геометрическое соотношение :
Перенесем
ось момента инерции в центр тяжести
площадки .
Обозначим момент инерции относительно
оси, параллельной оси Ох
и проходящей через т.С, через .
Моменты инерции относительно параллельных
осей связаны соотношением
;
тогда
и окончательно получим
(2.11)
Формула
показывает, что центр давления расположен
всегда ниже центра тяжести площадки,
за исключением случая, если площадка
горизонтальна и центр давления совпадает
с центром тяжести. Для простых
геометрических фигур моменты инерции
относительно оси, проходящей через
центр тяжести и параллельной оси Ох
(рис. 2.12), определяются по следующим
формулам:
для прямоугольника
(2.12)
где
сторона основания параллельна Ох;
для равнобедренного
треугольника
(2.13)
где
сторона основания параллельна Ох;
для круга
(2.14)
Координата
для плоских поверхностей строительных
конструкций чаще всего определяется
по координате расположения оси симметрии
геометрической фигуры, ограничивающей
плоскую поверхность. Так как такие
фигуры (круг, квадрат, прямоугольник,
треугольник) имеют ось симметрии,
параллельную координатной оси Oz,
местоположение
оси симметрии и определяет координату
xD.
Например,
для прямоугольной плиты (рис. 2.13),
определение координаты xDясно
из чертежа.
Рис. 2.13. Схема
расположения центра давления для
прямоугольной поверхности
Гидростатический
парадокс. Рассмотрим
силу давления жидкости на дно сосудов,
изображенных на рис. 2.14.
Рис. 2.14. Сила
давления на дно сосудов различных форм
Несмотря
на разную форму объемов сосудов,
изображенных на этом рисунке, сила
давления на дно каждого из них будет
одинакова, хотя вес налитой в каждый
объем жидкости будет различен.
Действительно, ,
но
и hcдля
всех сосудов одинаковы.
2.10. Давление жидкости на криволинейные поверхности
Рассмотрим
некоторую криволинейную твердую
бесконечно тонкую поверхность ,
находящуюся на некоторой глубине
покоящейся жидкости (рис. 2.15). Координатные
плоскости расположены, как показано на
рисунке. Плоскость хОу
лежит
и пределах свободной поверхности
жидкости. Ось Ozнаправлена
вниз. На поверхности
действуют две силы Rи
R‘,
равные
между собой и направленные навстречу
друг другу.
Рис. 2.15. К определению
результирующей силы давления
Любую
из этих сил можно разложить на три
составляющие. Например, для силы R‘
это R‘x,
R‘y,
R‘z
(рис.
2.14, а). Тогда искомая сила
(2.15)
Определим
сначала силу Rz.
Для
этого через контур поверхности
вертикально вверх проведем цилиндрическую
поверхность до пересечения со свободной
поверхностью жидкости (рис. 2.16).
Рис. 2.16. К определению
вертикальной составляющей силы давления
Для
того чтобы выделенный жидкий цилиндр
находился в равновесии, должны выполняться
следующие условия:
;;.
Но так
как сила
входит только в третье уравнение,
рассмотрим это уравнение:.
Из
поверхностных сил будем рассматривать
силы избыточного давления, т.е. исключим
из рассмотрения
.
Получаем
,
где
— вес жидкости в объеме цилиндра,
ограниченного свободной поверхностью
жидкости и криволинейной поверхностью.
Отсюда
,(2.16)
где
— объем цилиндра.
В
результате получим, что вертикальная
составляющая давления жидкости на
криволинейную поверхность равна весу
жидкости в объеме вертикального цилиндра,
нижним основанием которого является
сама криволинейная поверхность, а
верхним
основанием — свободная поверхность
жидкости. Выделенный объем жидкого
цилиндра называют телом
давления ().
Определим
горизонтальные составляющие силы
,
т.е.и.
Для
определения
выполним построение горизонтального
цилиндра, ограниченного с одной стороны
поверхностью,
и с другой стороны — координатной
плоскостью(рис. 2.17).
Рис. 2.17. К определению
горизонтальной составляющей силы
давления
Аналогично
предыдущим рассуждениям силы
,в проекции на осьобращаются в ноль. В рассмотрении
остается уравнение.
,
где
— сила давления на поверхность, образованную
пересечением координатной плоскостии цилиндрической поверхности. Обозначим
площадь этой плоской поверхностии обратим внимание на то, чтоявляется проекцией криволинейной
поверхности на вертикальную плоскость,
параллельную.
,
где
—
глубина погружения центра тяжести
площади
под уровень свободной поверхности
жидкости.
В
результате получим
.
. (2.17)
Так
как составляющая
горизонтальна,
аналогичные рассуждения приводят к
равенству
(2.18)
где
— площадь проекции криволинейной
поверхности на вертикальную плоскость,
параллельную координатной плоскости;— глубина погружения центра тяжестипод уровень свободной поверхности
жидкости.
Таким образом, три
составляющие для определения результирующей
силы давления жидкости на криволинейную
поверхность будут:
;
;.
Сила
находится по формуле (2.15), а направление
силы определяется по углам,,между силой и соответствующей проекцией
силы (см. рис. 2.18,а):
. (2.19)
Рассмотрим два
примера определения силы давления
жидкости на цилиндрические поверхности.
1.
Жидкость действует на выпуклую
цилиндрическую стенку АВ
кругового
очертания (рис. 2.18). Эпюра давления,
результирующая сила давления
и ее составляющиеипоказаны на рис. 2.18,а.
Третья
составляющая отсутствует, так как
поверхность АВ
перпендикулярна
координатной плоскости хОу,
ее
длина в этом направлении равна
.
Рис. 2.18. Схемы
действия результирующей силы и ее
проекций на цилиндрическую поверхность
Горизонтальная
составляющая силы давления на поверхность
АВ
определяется
как сила давления
на плоскую проекциюА’В’
поверхности
АВ
на
вертикальную плоскость (рис. 2.18, б):
,
.
Вертикальная
составляющая
равна весу жидкости в объеме тела
давленияи показана на рис. 2.18,в:
где
В рассматриваемом
случае телом давления является жидкое
тело, ограниченное вертикальной призмой,
восстановленной по контуру цилиндрической
поверхности.
Сила
проходит по линии действия силы тяжести
(веса).
Тогда
,(2.20)
а угол
наклона силы
определится из соотношения для угла:
2.
Жидкость действует на вогнутую
цилиндрическую поверхность АВ
кругового
очертания (рис. 2.19). Результирующая сила
давления
на поверхностиАВ
и
ее составляющие
ипоказаны на рис. 2.19,а.
Значение
определяется аналогично предыдущему
случаю и равно
.
Вертикальная
составляющая определяется как вес
жидкости в объеме тела давления. Но в
данном случае, если восстановить
вертикальную призму через контур
цилиндрической поверхности до пересечения
с продолжением свободной поверхности
жидкости (рис. 2.19, б),
в
теле призмы жидкости нет. Для того чтобы
определить
,
мы как бы (фиктивно) помещаем в тело
давления жидкость. Силабудет направлена в сторону, противоположную
направлению осиOz.
Такой
прием используется каждый раз, когда
определяется вертикальная составляющая
давления жидкости, находящейся снизу
от криволинейной поверхности:
где
-объем
фиктивного тела давления.
Рис.
2.19. Схема действия
на
вогнутую со стороны жидкости цилиндрическую
поверхность
Результирующая
сила давления Rопределится
по формуле (2.20):
.
Определение
толщины стенок цилиндрических резервуаров
и труб
Рассмотрим
действие давления со стороны жидкости
на трубу круглого поперечного сечения
(рис. 2.20).
Пусть
ось трубы расположена горизонтально,
т.е. перпендикулярно плоскости чертежа.
Длина трубы
,
ее внутренний диаметp
,
а толщина стенки, которую требуется
определить,.
По всей длине трубы находится жидкость
под давлением.
Горизонтальная
сила, стремящаяся разорвать трубу в
плоскости yOz(ось
Оу
перпендикулярна
плоскости чертежа), определяется согласно
формуле (2.17):
,
где
— площадь прямоугольника высотой
и длиной.
Рис. 2.20. Действие
давления со стороны жидкости на стенки
цилиндрической трубы
Сила
,
возникающая в материале трубы в сеченииyOz,
уравновешивается
силами сопротивления. Эти силы распределены
по площади сечения трубы
;
тогда растягивающее напряжение,
возникающее в материале стенок трубы,
определится по формуле
Отсюда толщина
стенок трубы или цилиндрического
резервуара равна
где
— допускаемое напряжение на растяжение
для рассматриваемого материала трубы
или резервуара.
Соседние файлы в папке лекции для заочн
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
Гипертония считается одним из самых распространенных и коварных сердечно-сосудистых заболеваний. Как вовремя ее выявить и почему важно сделать это как можно раньше — вы узнаете из этой статьи. По некоторым данным, каждый четвертый житель нашей планеты от 15 до 64 лет страдает от повышенного артериального давления. Главная опасность гипертонии в том, что со временем она может привести к инфаркту и инсульту, длительной потери трудоспособности, инвалидности или даже летальному исходу. Поэтому так важно знать больше о симптомах гипертонии и ее лечении.
«Невидимый убийца», или Что такое гипертония?
Гипертония (другие названия: артериальная гипертония, артериальная гипертензия) — это повышенное артериальное давление. Поставить диагноз «гипертония» может только врач, и о наличии заболевания говорят лишь в том случае, если повышенное давление было зафиксировано как минимум при трех контрольных измерениях. В норме давление может повышаться или понижаться в течение дня и в различных ситуациях (во время занятий спортом оно выше, во время сна — ниже). Но оно должно возвращаться к нормальным показателям — от 100 на 60 до 140 на 90. Если же давление постоянно 140 на 90 или стабильно выше, то говорят о наличии гипертонии.
Причины возникновения
На физиологическом и химическом уровнях повышение давления — это естественная реакция организма на какую-либо опасность или стресс. В критической ситуации в кровь выбрасывается адреналин, сердце начинает работать быстрее, сосуды сужаются, мышцы сокращаются, а давление повышается. Так организм мобилизует свои ресурсы для того, чтобы спастись. Однако в современном мире наше тело испытывает такую стрессовую нагрузку постоянно, из-за чего повышенное давление становится не защитным механизмом, а прямой угрозой.
Регулярные стрессы, переживания, недосыпания, проблемы — все это может привести к повышению давления. Впрочем, врачи называют и другие причины гипертонии: наследственность, избыточный вес или ожирение, нарушения в работе щитовидной железы, почек, дефицит магния в организме, прием некоторых лекарств.
Группа риска
Риск развития гипертонии преследует следующие группы людей:
- те, у чьих родителей наблюдается или наблюдалось повышенное артериальное давление. Чаще всего, это заболевание имеет наследственный характер;
- имеющие лишний вес, ведущие нездоровый/малоподвижный образ жизни;
- страдающие от остеохондроза шейно-грудного отдела и атеросклероза. В этих случаях сосуды сдавливаются, что грозит повышением давления;
- женщины и мужчины в период угасания половой функции (климакс), поскольку гормоны также сильно влияют на давление;
- лица, подверженные постоянным стрессам и нервным перенапряжениям. Во многих случаях гипертония имеет и психологические причины: перегрузки и невыраженные негативные эмоции повышают давление. Чем больше стрессов, тем выше вероятность гипертонического криза. В этом случае самое оптимальное решение — учиться отдыхать и успокаиваться;
- имеющие повышенный уровень холестерина в крови;
- больные сахарным диабетом;
- курящие.
Важный факт
Мужчины чаще, чем женщины, страдают от гипертонии, а самые высокие показатели распространенности наблюдаются у людей старше 50 лет. Именно в этом возрасте происходят гормональные изменения, двигаться мы начинаем все меньше, вес растет, а накопленные за годы жизни переживания не дают покоя. В группу риска попадают мужчины старше 55 лет и женщины старше 65. Но стоит помнить, что гипертония не имеет возрастных ограничений, и страдать от повышенного давления могут даже совсем молодые люди.
Возможные осложнения
Гипертония опасна осложнениями и последствиями, к которым она может привести. К сожалению, нередко эти последствия фатальны. Вот только некоторые из них:
- развитие атеросклероза;
- сердечная недостаточность;
- инфаркт миокарда;
- инсульт;
- хроническое нарушение мозгового кровообращения;
- заболевания почек (почечная недостаточность);
- ухудшение зрения;
- осложнения сахарного диабета;
- метаболический синдром;
- эректильная дисфункция.
Некоторые из этих серьезных заболеваний могут приводить к лишению трудоспособности, инвалидности и даже к смерти. Именно поэтому важно знать симптомы гипертонии и постараться обнаружить ее еще на начальной стадии.
Симптомы гипертонии
Коварство гипертонии не только в осложнениях, к которым она приводит, но зачастую и в скрытом ее течении. Как правило, первые симптомы гипертонии не вызывают опасения, часто люди не обращают на них внимания, предполагая, что они просто переутомились или немного простыли. Усталость, вялость, мушки в глазах, тошнота, регулярные головные боли — все это должно настораживать. Уже при появлении данных симптомов стоит начать регулярно мерить давление. Если оно стабильно высокое, немедленно обратитесь к врачу! Именно так проявляет себя гипертония первой степени.
Также должны насторожить следующие симптомы:
- потливость;
- покраснения лица;
- набухание рук;
- отеки по утрам;
- одутловатость лица;
- ухудшение памяти.
Первая степень
считается легкой, а давление колеблется в пределах 140–159/90–99. При своевременном обращении к врачу и лечении можно добиться порой полного выздоровления, если изменить образ жизни.
При гипертонии
второй степени
давление повышается уже до 160–179/100–109. На этом этапе гипертония уже дает о себе знать:
- мучительными головными болями;
- головокружениями;
- болями в области сердца.
Вторая степень гипертонии опасна тем, что начинают страдать органы, в особенности — глаза. Возрастает риск инсульта. Одним изменением образа жизни ситуацию уже не исправить, требуется прием лекарств, назначенных врачом.
Третья степень
гипертонии представляет уже очень серьезную угрозу жизни, поскольку сосуды испытывают колоссальную нагрузку, и в сердечной системе происходят необратимые последствия. Давление повышается до 180/110. При этой степени гипертонии могут развиваться инфаркт миокарда, стенокардия, сердечная недостаточность, аритмия и другие заболевания. При второй и третьей степени также серьезную угрозу жизни представляет гипертонический криз, при котором обостряются все симптомы гипертензии и резко повышается нижнее давление. В этом состоянии наблюдаются сильные головные боли, головокружения, тошнота и рвота.
Диагностика заболевания
В связи с опасностью последствий гипертонии и некоторой сложностью ее самостоятельного выявления на начальной стадии очень важной представляется грамотная и своевременная диагностика заболевания. Что рекомендуется сделать для постановки точного диагноза? В первую очередь это, конечно, измерение давления, а также исследование так называемых органов-мишеней.
Измерение артериального давления
Измерение давления можно проводить и самостоятельно (при наличии электронного тонометра). Однако для постановки диагноза врач может использовать СМАД — метод суточного мониторинга артериального давления. Для этого на поясе пациента устанавливают портативный прибор, на плече — манжету. В определенные моменты времени манжета будет раздуваться, а прибор — фиксировать давление. Днем давление регистрируется каждые 10–15 минут, ночью — каждые полчаса. Измерения проводятся в естественных и привычных для человека условиях.
Анализы мочи и крови
Для диагностики гипертонии также необходимо сдать анализы крови и мочи (на определение уровней гемоглобина, гематокрита, калия, кальция, глюкозы, креатинина; липидного спектра крови, включая уровень холестерина ЛПВП, ЛПНП и триглицеридов).
Оценка работы сердца
Существует несколько методов оценки работы сердечной мышцы.
Физикальная диагностика
предполагает исследование сердечной мышцы при помощи фонендоскопа. Врач «прослушивает» сердце, выявляет шумы, нарушение ритма. По результатам физикальной диагностики назначает ЭКГ.
ЭКГ, или электрокардиограмма
, — это тоже оценка работы сердечной мышцы, только более детальная. Такое исследование позволяет вовремя выявить возможные изменения и максимально полно проанализировать работу сердца за определенный промежуток времени. Исследование сердца также можно проводить при помощи ультразвуковых волн или эхокардиографии, которая выявляет состояние сердечных клапанов, толщину стенок, наличие дефектов.
Еще одно эффективное ультразвуковое исследование — допплерография, помогающее определить состояние прохождения крови по сосудам.
И наконец, рентгенологический метод — артериография — оценивает состояние артериальных стенок, выявляет атероматозные бляшки, дефекты артерий и т.д.
Осмотр глазного дна
Глаза, как и сердце, считаются органом-мишенью при гипертонии, поэтому при диагностике повышенного давления проводится осмотр глазного дна у офтальмолога. Как правило, при гипертонии на начальной стадии происходит расширение вен сетчатки глаза и сужение артерии. Эти функциональные изменения имеют обратимый характер: при нормализации давления сосуды приходят в норму.
На второй стадии (при стабильно высоком давлении) происходят уже органические изменения, состояние ухудшается. Появляются микроаневризмы, может случиться кровоизлияние.
На третьей стадии изменяется состояние зрительного нерва, ухудшается острота и поле зрения, нарушаются зрительные функции.
УЗИ почек и надпочечников
В первую очередь проводится оценка работы почек. Из-за повышенного давления в почках гибнут нефроны — клетки, которые ежедневно фильтруют литры крови от шлаков. В конечном итоге это может привести к почечной недостаточности. УЗИ почек помогает выявить: объемные образования в надпочечниках, тяжелые поражения почечной ткани. Также назначают УЗИ почечных артерий.
Итак, даже первые признаки гипертонии — это повод быть более внимательным к своему здоровью и обратиться к врачу, чтобы исключить вероятность серьезного заболевания. Однако только полное исследование поможет сделать выводы о стадии гипертонии и подобрать наиболее эффективное лечение. Будьте здоровы!
Источник