Определить величину и направление силы избыточного давления на секторный затвор, если ширина затвора b,

Определить величину и направление силы избыточного давления на секторный затвор, если ширина затвора b, глубина перед затвором Н равна радиусу затвора R. Дано: b = 18 м, Н = 4,0 м.

Находим горизонтальную составляющую FГ, полной силы F:
FГ = рС·SВ, где рС = ρ·g·hC = ρ·g·H/2 = 1000·9,81·4,0/2 = 19,62 кПа = давление в центре тяжести (точка С) вертикальной проекции поверхности,
SВ = b·H = 18·4,0 = 72,0 м2 - площадь вертикальной проекции поверхности.
FГ = 19,62·72,0 = 1412,64 кН.
Вертикальная составляющая FВ, полной силы F:
FВ = ρ·g·V, где V- объем тела давления (заштриховано):
V= b·(H·R - π·R2/4) = b·H2·(1- π/4) = 18·42·(1 - 3,14/4) = 61,92 м3.
FВ = 1000·9,81·61,92 = 607,44 кН.
Полная сила F = (F2Г + F2В)0,5 = (1412,642 + 607,442)0,5 = 1537,7 кН.
Определяем угол φ: tgφ = FВ/FГ = 607,44/1537,7 = 0,395.
φ = arctg0,395 ≈ 22º.
Ответ: F = 1537,7 кН, φ = 22º.