Як розрахувати плавучість труби

Коли ви занурюєтесь у басейн, ваше тіло, швидше за все, буде плавати природним шляхом, поки ви продовжуєте плавати. Те, як щось подібне на ваше тіло в басейні піднімається на поверхню, частково залежить від плавучої сили. Об'єкти під водою відчувають цю висхідну силу, плавучу силу. Ви можете застосувати це до себе та інших об’єктів, таких як труби, і навіть використовувати ці принципи для будівництва плотів.

Плавуча сила протистоїть об’єкту, коли він потрапляє у воду, і в цьому напрямку вгору дозволяє таким об’єктам, як човни та буї, плавати. Ця сила є результатомгідростатичний тиск, тиск, який така рідина, як вода, чинить на предмет, коли рідина перебуває в стані спокою. Для його вимірювання можна використовувати калькулятор плавучості або рівняння.

Ви можете виміряти плавучу силу як результат гідростатичного тиску як

для щільності рідинирв одиницях маси / об'єму (наприклад, кг / м³), гравітаційне прискоренняg(9,8 м / с²) і об'єм занурений у водуVдля розрахунку плавучої сили F.​

Ви можете розрахувати плавучу силу, яка протистоїть силі тяжіння, як маса води, яка оточує куб, умножена на прискоренняплавуча сила. Щільність води 1000 кг / м³, і, оскільки куб наполовину занурений у воду, плавуча сила діє на половину об’єму куба.

Це означає, що маса води навколо куба дорівнює щільності, помноженій на об’єм, або 1000 кг / м³ х 4,5 м³, що становить 4500 кг. Помноживши це на 9,8 м / с² дає вам 44100 Н плавучої сили. Протиставлення плавучої сили та сили тяжіння також означає, що об'єкт плаває або тоне залежно від того, перевищує сила виживання сили тяжіння чи ні.

Полівінілхлоридні (ПВХ) труби - ідеальний кандидат для будівництвапідводні трубопроводи. Якщо ви знаєте діаметр труби, яка повністю занурена під воду, ви можете розрахувати вагу води, що витісняється на довжину труби (Ww​).

Це сила на довжинуWwзадається

для діаметраdтруби. Значення 62,4 являє собою вагу води у фунтах за кубічний фут на трубі, зручне вимірювання для визначення ваги в результаті довжини.

Ви можете отримати це рівняння в результаті виведення плавучої сили. Якщо ви знаєте вагу води в фунтах за кубічний фут на трубі, ви можете записати силу, яку вона діє на трубу, помноживши її на об’єм труби як62,4 x Vабо62,4 х​ ​πr²hдля радіусаркругової основи та висоти трубиhяк довжина труби.

Ви можете переписати радіус як половину діаметра абог / 2, так що цей вираз стаєπ (д / 2)²hx 62,4абоπd² h x 62,4 / 4.Нарешті, ви можете поділити цей вираз на довжину труби h, щоб отримати вираз для сили на довжинуWwякπd² x 62,4 / 4.​

Ви можете написати спрощений варіант рівняння дляWwякWw = 49,01 x д​² для рівняння, яке залежить лише від діаметра. Цей метод пошуку коефіцієнта ваги води в трубах на кубічний фут на трубі також дозволяє визначити значення для інші типи труб, щоб ви могли створити рівняння, які змінюють лише цей коефіцієнт (62.4) для того, що вам потрібно занурити під води.

Майте на увазі, як і у випадку з усіма плавучими силами, сила води чи будь-якої рідини, яка діє на об’єкт, залежить від геометрії об’єкта та того, скільки його насправді занурено у воду. Плани плавучих доків можуть скористатися цими рівняннями, щоб визначити, який тип матеріалу найкращий для їх побудови.

Будівництво плоту з труби з ПВХ може скористатися плавучою силою, яка діє на труби з ПВХ, частково занурені у воду. Ви можете побудувати свій власний пліт із ПВХ-труби, використовуючи основні матеріали приблизно 84 "з 6" графіку 40 ПВХ, будівельну піну, конопатковий матеріал та листи фанери.