Energie a definice výkonu povrchové napětí odpovídá energii a výkonové měrné jednotce. Energetická jednotka je J / m 2, Napájení - N / m... Energetické a silové výrazy jsou ekvivalentní a číselná hodnota je v obou dimenzích stejná. Takže pro vodu při 293 K:

Jednu dimenzi lze snadno odvodit z jiné:

SI: J / m 2 = N ∙ m / m 2 = N / m;

Vliv různých faktorů na hodnotu

Povrchové napětí

Vliv chemická podstata látky

Povrchové napětí je práce vynaložená na rozbití mezimolekulárních vazeb. Proto čím silnější jsou mezimolekulární vazby v daném těle, tím větší je jeho povrchové napětí na rozhraní s plynnou fází. V důsledku toho je povrchové napětí nižší u nepolárních kapalin se slabými mezimolekulárními vazbami a vyšší u polárních kapalin. Látky s intermolekulárními Vodíkové vazby jako je voda.

Tabulka 9.1

Povrchové napětí a měrná povrchová energie některých látek na rozhraní se vzduchem

* - jsou uvedeny hodnoty měrné povrchové energie

Vliv teploty

S nárůstem teploty se zvětšuje vzdálenost mezi molekulami, se zvyšováním teploty klesá povrchové napětí jednotlivých kapalin, to znamená, že je splněn vztah:

U mnoha tekutin závislost σ = f (T) je téměř lineární. Extrapolace lineárního vztahu k ose x určuje kritickou teplotu T C této látky. Při této teplotě dvoufázový systém kapalina-pára přestává existovat a stává se jednofázovým.

U mnoha látek jsou teplotní koeficienty povrchového napětí přibližně od –0,1 do –0,2 mJ / (m 2 K).

Vliv povahy sousedních fází

Povrchové napětí ( σ 12) na rozhraní mezi dvěma kapalinami 1 a 2 závisí na jejich chemické povaze (polaritě). Čím větší je rozdíl v polaritě kapalin, tím větší je povrchové napětí na rozhraní mezi nimi (Rebinderovo pravidlo).

Kvantitativně lze mezifázové povrchové napětí na rozhraní mezi dvěma vzájemně nasycenými kapalinami vypočítat pomocí přibližného Antonovova pravidla.

Antonovovo pravidlo (1907): Pokud jsou kapaliny navzájem omezeně rozpustné, pak se povrchové napětí na hranici w 1 / w 2 rovná rozdílu mezi povrchovým napětím vzájemně nasycených kapalin na jejich hranici se vzduchem nebo s vlastní párou:

Smáčení

Smáčení- interakce kapaliny s pevným nebo jiným kapalným tělesem za přítomnosti současného kontaktu tří nemísitelných fází, z nichž jedna je obvykle plyn (vzduch).

Když je malé množství kapaliny naneseno na povrch pevné látky nebo na povrch jiné kapaliny s vysokou hustotou, jsou možné dva případy: v prvním případě má kapalina formu kapky, ve druhém případě šíří. Uvažujme o prvním procesu, kdy se kapka nerozšíří po povrchu jiného tělesa.

Na jednotku délky obvodu působí tři síly:

1. Povrchová energie tělesa, která má tendenci klesat, táhne kapku po povrchu. Tato energie se rovná povrchovému napětí tělesa na hranici se vzduchem σ TG.

2. Povrchová energie na rozhraní pevná látka-kapalina σ TJ má tendenci stlačovat kapku, to znamená, že povrchová energie je redukována zmenšením povrchové plochy.

3. Povrchová energie na rozhraní mezi kapkou kapaliny a vzduchem σ LH směřující tangenciálně k sférickému povrchu kapky.

Injekce θ , tvořená tečnami k mezipovrchovým povrchům, ohraničující smáčenou kapalinu a mající vrchol na rozhraní tří fází, se nazývá kontaktní úhel nebo kontaktní úhel.

Projekce vektoru σ LH na vodorovnou osu je součinem σ LH · cos θ .

V rovnovážných podmínkách:

σ TG = σ TG + σ LG · cos θ, (9.8)

. (9.9)

Výsledný vztah (9.9) se nazývá Youngova rovnice .

V závislosti na hodnotách rovnovážného kontaktního úhlu existují tři hlavní typy smáčení:

Analýza Youngovy rovnice

1. Pokud σ TG> σ TG, pak cos θ> 0 a θ < 90° (kontaktní úhel) akutní - smáčení .

Příklad: voda na povrchu kovu potaženého oxidovým filmem. Čím menší je úhel θ a více cos θ , tím lepší smáčení.

3. Pokud σ TG = σ TG, pak cos θ = 0 a θ = 90 ° je hranicí mezi smáčitelností a nesmáčitelností.

4. Pokud , pak cos θ = 1 a θ = 0 ° - úplné smáčení (roztírání) - kapka se rozšíří do tenkého filmu. Příklad: rtuť na povrchu olova, bez oxidového filmu.

Úplné nesmáčení, tedy taková poloha kdy θ = 180 °, není pozorováno, protože když se kondenzovaná tělesa dostanou do kontaktu, povrchová energie vždy klesá.

Smáčitelnost některých pevných látek vodou je charakterizována následujícími kontaktními úhly: křemen - 0 °, malachit - 17 °, grafit - 55 °, parafín - 106 °. Teflon je nejhorší smáčený vodou, úhel smáčení je 120 °.

Různé kapaliny zvlhčují stejný povrch nerovnoměrně. Podle přibližné pravidlo - kapalina, která je polaritou blíže k navlhčené látce, lépe smáčí povrch.

Podle typu selektivního smáčení jsou všechny pevné látky rozděleny do tří skupin:

· Hydrofilní (oleofobní ) materiály - lépe smáčené vodou než nepolární uhlovodíky: křemen, křemičitany, uhličitany, oxidy a hydroxidy kovů, minerály (kontaktní úhel menší než 90 ° od vodní strany).

· Hydrofobní (oleofilní) materiály - lépe smáčené nepolárními kapalinami než voda: grafit, uhlí, síra, parafín, teflon.

Příklad 9.1. Určete kontaktní úhel tvořený kapkou vody na pevné látce, pokud je povrchovým napětím na hranici vzduch pevný, voda-pevná látka a voda-vzduch jsou stejné: 0,057; 0,020; 0,074 J / m 2. Navlhčí voda tento povrch?

Řešení:

Podle Jungova zákona:

cos θ< 0 a θ> 90 °- tento povrch není zvlhčen vodou.

Flotace

Flotace je jednou z nejběžnějších metod zpracování minerálů. Tato metoda obohacuje asi 90% rud neželezných kovů, uhlí, síry a dalších přírodních materiálů.

Zvýhodnění flotace (separace) je založeno na různé smáčivosti cenných minerálů a odpadních hornin vodou. V případě pěnové flotace je vzduch probubláván vodnou suspenzí drcené rudy (buničiny), k níž bubliny přilnou hydrofobní částice cenného minerálu (čisté kovy nebo jejich sulfidy), a poté vyplavou na povrch vody, a s vytvořenou pěnou se mechanicky odstraní pro další zpracování. Odpadní hornina (křemen, hlinitokřemičitany) je dobře zvlhčena vodou a usazuje se ve flotačních strojích.

Příklad 9.2. Na hladinu vody se nalil prášek křemene a síry. Jaký jev lze očekávat, pokud je kontaktní úhel pro křemen 0 ° a pro síru 78 °.

Řešení:

Protože pro křemen θ = 0 ° - úplné smáčení, pak bude křemen zcela zvlhčen vodou a usadí se na dně nádoby. Kontaktní úhel pro síru je blízký 90 °, proto sirný prášek vytvoří na vodní hladině suspenzi.

Vlastnosti zakřiveného rozhraní

Ve fyzice je tažná síla síla působící na lano, šňůru, kabel nebo podobný předmět nebo skupinu předmětů. Všechno, co je taženo, zavěšeno, podepřeno nebo houpáno lanem, šňůrou, lankem atd., Je vystaveno tažné síle. Jako všechny síly, napětí může urychlit předměty nebo způsobit jejich deformaci. Schopnost vypočítat tahovou sílu je důležitou dovedností nejen pro studenty fyziky, ale také pro inženýry, architekty; Ti, kteří staví stabilní domy, potřebují vědět, zda konkrétní lano nebo lanko odolá tažné síle hmotnosti předmětu, aby se nepropadl a nezhroutil. Začněte číst článek, abyste se dozvěděli, jak vypočítat tahovou sílu v některých fyzikálních systémech.

Kroky

Stanovení tahové síly na jednom závitu

1. Určete síly na každém konci závitu. Tažná síla daného vlákna, lana, je výsledkem sil táhnoucích lano na každém konci. Připomínáme vám síla = hmotnost × zrychlení... Za předpokladu, že je lano napnuté, jakákoli změna zrychlení nebo hmotnosti předmětu zavěšeného na laně změní napětí v samotném laně. Nezapomeňte na konstantní zrychlení gravitace - i když je systém v klidu, jeho součásti jsou objekty gravitace. Můžeme předpokládat, že tažná síla daného lana je T = (m × g) + (m × a), kde „g“ je gravitační zrychlení kteréhokoli z předmětů podepřených lanem a „a“ je jakékoli jiné zrychlení, působící na předměty.

   • Abychom vyřešili mnoho fyzických problémů, předpokládáme dokonalé lano- jinými slovy, naše lano je tenké, nemá žádnou hmotnost a nemůže se natáhnout ani zlomit.
   • Uvažujme jako příklad systém, ve kterém je břemeno zavěšeno na dřevěný trám pomocí jediného lana (viz obrázek). Ani samotný náklad, ani lano se nepohybují - systém je v klidu. V důsledku toho víme, že je zatížení v rovnováze, tahová síla se musí rovnat gravitační síle. Jinými slovy, tahová síla (F t) = gravitace (F g) = m × g.
     • Předpokládejme, že zatížení má hmotnost 10 kg, proto je tahová síla 10 kg × 9,8 m / s 2 = 98 newtonů.

2. Zvažte zrychlení. Gravitace není jedinou silou, která může ovlivnit tažnou sílu lana - jakákoli síla působící na předmět na laně se zrychlením má stejný účinek. Pokud je například předmět zavěšený na laně nebo kabelu zrychlen silou, pak se zrychlovací síla (hmotnost × zrychlení) přičte k tahové síle generované hmotností tohoto předmětu.

   • Předpokládejme, že v našem příkladu je 10 kg závaží zavěšeno na laně a místo toho, aby bylo připevněno k dřevěnému nosníku, je taženo nahoru se zrychlením 1 m / s 2. V tomto případě musíme počítat se zrychlením zatížení a gravitačním zrychlením následovně:
     • F t = F g + m × a
     • F t = 98 + 10 kg × 1 m / s 2
     • F t = 108 newtonů.

3. Zvažte úhlové zrychlení. Předmět na laně otáčející se kolem bodu považovaného za střed (jako kyvadlo) vyvíjí na lano napětí odstředivou silou. Odstředivá síla je dodatečná tažná síla, kterou lano vytváří „tlačením“ dovnitř, takže se břemeno nadále pohybuje spíše obloukem než po přímce. Čím rychleji se předmět pohybuje, tím větší je odstředivá síla. Odstředivá síla (F c) se rovná m × v 2 / r, kde „m“ je hmotnost, „v“ je rychlost a „r“ je poloměr kruhu, po kterém se zatížení pohybuje.

   • Protože se směr a hodnota odstředivé síly mění v závislosti na tom, jak se předmět pohybuje a mění svoji rychlost, je celkové napětí na laně vždy ve středu rovnoběžné s lanem. Pamatujte, že gravitace na předmět neustále působí a stahuje ho dolů. Pokud se tedy předmět kolísá svisle, plné napětí nejsilnější v nejnižším bodě oblouku (u kyvadla se tomu říká bod rovnováhy), když předmět dosáhne své maximální rychlosti, a nejslabší v horní části oblouku, když objekt zpomaluje.
   • Předpokládejme, že v našem příkladu se předmět již nezrychluje vzhůru, ale houpá se jako kyvadlo. Nechte naše lano být 1,5 m dlouhé a naše zátěž se pohybuje rychlostí 2 m / s při průchodu nejnižším bodem švihu. Pokud potřebujeme vypočítat tahovou sílu v nejnižším bodě oblouku, kdy je největší, pak nejprve musíme zjistit, zda zatížení v tomto bodě zažívá stejný gravitační tlak, jako ve stavu klidu - 98 newtonů. Abychom našli další odstředivou sílu, musíme vyřešit následující:
     • F c = m × v 2 / r
     • F c = 10 × 2 2 /1,5
     • F c = 10 × 2,67 = 26,7 newtonů.
     • Celkové napětí tedy bude 98 + 26,7 = 124,7 Newtonů.

4. Pamatujte, že tažná síla v důsledku gravitace se mění, když břemeno prochází obloukem. Jak je uvedeno výše, směr a velikost odstředivé síly se mění, jak se objekt otáčí. V každém případě, i když gravitační síla zůstává konstantní, čistá tahová síla v důsledku gravitace také se mění. Když je houpající se předmět ne v nejnižším bodě oblouku (rovnovážný bod) ho gravitace stáhne dolů, ale tažná síla jej vytáhne pod úhlem nahoru. Z tohoto důvodu musí tažná síla odolávat části gravitační síly, a nikoli celé.

   • Rozdělení gravitační síly na dva vektory vám může pomoci tento stav vizualizovat. V jakémkoli bodě oblouku svisle kmitajícího předmětu svírá lano úhel „θ“ s přímkou ​​procházející bodem rovnováhy a středem otáčení. Jakmile se kyvadlo začne houpat, gravitační síla (m × g) se rozdělí na 2 vektory - mgsin (θ), působící tangenciálně k oblouku ve směru bodu rovnováhy a mgcos (θ), působící rovnoběžně s napínací síla, ale v opačný směr... Napětí odolá pouze mgcos (θ) - síle namířené proti němu - ne celé gravitační síle (kromě bodu rovnováhy, kde jsou všechny síly stejné).
   • Předpokládejme, že když se kyvadlo nakloní o 15 stupňů od vertikály, pohybuje se rychlostí 1,5 m / s. Tažnou sílu zjistíme následujícími akcemi:
     • Poměr síly napětí k gravitační síle (T g) = 98cos (15) = 98 (0,96) = 94,08 newtonů
     • Odstředivá síla (F c) = 10 × 1,5 2 / 1,5 = 10 × 1,5 = 15 newtonů
     • Plné napětí = T g + F c = 94,08 + 15 = 109,08 newtonů.

5. Vypočítejte tření. Jakýkoli předmět, který je tažen lanem a zažívá „brzdnou“ sílu třením jiného předmětu (nebo tekutiny), přenáší tento účinek na napětí v laně. Třecí síla mezi dvěma objekty se vypočítá stejným způsobem jako v jakékoli jiné situaci - podle následující rovnice: Třecí síla (obvykle psaná jako F r) = (mu) N, kde mu je součinitel třecí síly mezi objekty a N je obvyklá interakční síla mezi objekty nebo síla, kterou na sebe tlačí. Všimněte si, že tření v klidu - tření, ke kterému dochází v důsledku pokusu uvést předmět v klidu do pohybu - se liší od tření v pohybu - tření, které vyplývá ze snahy přinutit pohybující se předmět, aby se stále pohyboval.

   • Předpokládejme, že se náš 10 kg náklad již nekýve, nyní se táhne vodorovně lanem. Předpokládejme, že koeficient tření při pohybu Země je 0,5 a naše zátěž se pohybuje konstantní rychlostí, ale potřebujeme jí dát zrychlení 1 m / s 2. Tento problém zavádí dvě důležité změny - zaprvé již nemusíme počítat s tažnou silou ve vztahu k gravitaci, protože naše lano váhu neudrží. Za druhé, budeme muset vypočítat napětí v důsledku tření a také kvůli zrychlení hmotnosti nákladu. Musíme se rozhodnout pro následující:
     • Běžná síla (N) = 10 kg & × 9,8 (zrychlení gravitace) = 98 N.
     • Třecí síla pohybu (F r) = 0,5 × 98 N = 49 newtonů
     • Zrychlovací síla (F a) = 10 kg × 1 m / s 2 = 10 newtonů
     • Celkové napětí = F r + F a = 49 + 10 = 59 newtonů.

   Výpočet tahové síly na více vláknech

   1. Zvedněte vertikální paralelní závaží pomocí kladky. Bloky jsou jednoduché mechanismy skládající se ze závěsného kotouče, který umožňuje obrátit směr tažné síly lana. V jednoduché konfiguraci bloku vede lano nebo kabel od zavěšeného břemene nahoru k bloku, pak dolů k druhému břemenu, čímž vzniknou dvě části lana nebo kabelu. V každém případě bude napětí v každé z sekcí stejné, i když jsou oba konce taženy silami různých velikostí. Pro soustavu dvou hmot zavěšených svisle v bloku je tahová síla 2 g (m 1) (m 2) / (m 2 + m 1), kde „g“ je gravitační zrychlení, „m 1“ je hmotnost prvního objektu, „m 2“ je hmotnost druhého objektu.

      • Všimněte si následujícího, předpokládají to fyzické problémy bloky jsou perfektní- nemají hmotnost, tření, nelámou se, nedeformují se a neoddělují se od lana, které je podepírá.
      • Předpokládejme, že máme dvě závaží svisle zavěšená na rovnoběžných koncích lana. Jeden náklad má hmotnost 10 kg a druhý má hmotnost 5 kg. V tomto případě musíme vypočítat následující:
        • T = 2g (m 1) (m 2) / (m 2 + m 1)
        • T = 2 (9,8) (10) (5) / (5 + 10)
        • T = 19,6 (50) / (15)
        • T = 980/15
        • T = 65,33 newtonů.
      • Všimněte si, že jelikož je jedna hmotnost těžší, všechny ostatní prvky jsou si rovny, tento systém začne zrychlovat, proto se 10 kg závaží bude pohybovat dolů, což nutí druhé závaží jít nahoru.

   2. Zavěste závaží pomocí bloků s nerovnoběžnými svislými řetězci. Bloky se často používají k nasměrování tažné síly jiným směrem než nahoru nebo dolů. Pokud je například břemeno zavěšeno svisle z jednoho konce lana a druhý konec drží břemeno v diagonální rovině, pak má nerovnoběžný systém bloků podobu trojúhelníku s úhly v bodech s prvním zatížení, druhý a samotný blok. V tomto případě závisí napětí v laně jak na gravitační síle, tak na složce tažné síly, která je rovnoběžná s diagonální částí lana.

      • Předpokládejme, že máme systém s nákladem 10 kg (m 1) zavěšeným svisle, připojeným k zatížení 5 kg (m 2) umístěným na nakloněná rovina 60 stupňů (tento sklon je považován za bez tření). Chcete -li zjistit napětí v laně, je nejjednodušší nejprve napsat rovnice pro síly, které zrychlují závaží. Dále se chováme takto:
        • Zavěšené břemeno je těžší, nedochází k tření, takže víme, že zrychluje dolů. Napětí v laně táhne nahoru, takže zrychluje s ohledem na výslednou sílu F = m 1 (g) - T, nebo 10 (9,8) - T = 98 - T.
        • Víme, že zatížení na nakloněné rovině zrychluje nahoru. Protože nemá žádné tření, víme, že napětí táhne zátěž po rovině a stahuje ji dolů pouze vlastní váha. Složka síly stahující nakloněnou se vypočítá jako mgsin (θ), takže v našem případě můžeme usoudit, že se zrychluje vzhledem k výsledné síle F = T - m2 (g) sin (60) = T - 5 (9,8) (0,87) = T - 42,14.
        • Srovnáme -li tyto dvě rovnice, dostaneme 98 - T = T - 42,14. Najděte T a získejte 2T = 140,14, nebo T = 70,07 newtonů.

   3. K zavěšení objektu použijte více vláken. Na závěr si představme, že je objekt zavěšen na lanovém systému „ve tvaru Y“ - dvě lana jsou připevněna ke stropu a setkávají se ve středovém bodě, ze kterého pochází třetí lano s nákladem. Tažná síla třetího lana je zřejmá - jednoduchý tah v důsledku gravitace nebo m (g). Napětí na ostatních dvou lanech jsou různá a měla by se sčítat až do síly rovnající se gravitaci vzhůru ve svislé poloze a nulové v obou horizontálních směrech, za předpokladu, že je systém v klidu. Napětí v laně závisí na hmotnosti zavěšených břemen a na úhlu, pod kterým je každé lano vychýleno ze stropu.

      • Předpokládejme, že v našem Y-systému má spodní hmotnost hmotnost 10 kg a je zavěšena na dvou lanech, z nichž jedno je 30 stupňů od stropu a druhé 60 stupňů. Potřebujeme -li najít napětí v každém z lan, musíme vypočítat horizontální a vertikální složky napětí. Abyste našli T 1 (napětí v laně se sklonem 30 stupňů) a T 2 (napětí v laně se sklonem 60 stupňů), musíte vyřešit:
        • Podle zákonů trigonometrie je poměr mezi T = m (g) a T 1 a T 2 roven kosinu úhlu mezi každým z lan a stropem. Pro T 1, cos (30) = 0,87, jako pro T 2, cos (60) = 0,5
        • Vynásobte napětí ve spodním laně (T = mg) kosinusem každého úhlu, abyste našli T 1 a T 2.
        • Ti = 0,87 × m (g) = 0,87 × 10 (9,8) = 85,26 newtonů.
        • T 2 = 0,5 × m (g) = 0,5 × 10 (9,8) = 49 newtonů.

ZESÍLENÉ BETONOVÉ KONSTRUKCE

METODY MĚŘENÍ NAPÍNACÍ SÍLY VENTILU

GOST 22362-77

STÁTNÍ VÝBOR RADY MINISTRŮ SSSR
KONSTRUKCE

Moskva

ROZVINUTÝ

Výzkumný ústav betonu a železobetonu (NIIZhB) Státního stavebního výboru SSSR

Ředitel K.V. Michajlov

Vedoucí tématu: G.I. Berdičevskij, V.A. Klevtsov

Účinkují: V.T. Dyachenko, Yu.K. Zhulev, N.A. Markov, S.A. Madatyan

Celounijní výzkumný ústav tovární technologie prefabrikovaných betonových výrobků a konstrukcí (železobeton VNII) ministerstva stavebních materiálových průmyslů SSSR

Ředitel G.S. Ivanov

Vedoucí tématu E.Z. Ermakov

Exekutor V.N. Marukhin

Výzkumná laboratoř fyzikální a chemické mechaniky materiálů a technologické procesy Glavmospromstroimaterialov

Ředitel A.M. Gorškov

Hlavou a interpretem tématu je E.G. Ratz

Výzkumný ústav stavebních konstrukcí (NIISK) Gosstroy SSSR

Ředitel A.I. Burakas

Hlavním tématem je D.A. Korshunov

Účinkují: V.S. Goloborodko, M.V. Sidorenko

PŘEDLOŽENO Výzkumným ústavem betonu a železobetonu (NIIZhB) Státního stavebního výboru SSSR

Ředitel K.V. Michajlov

PŘIPRAVENO K SCHVÁLENÍ odborem technické regulace a normalizace Státního stavebního výboru SSSR

Vedoucí oddělení V.I. Sychev

Vedoucí oddělení normalizace ve stavebnictví M.M. Novikov

Ch. specialisté: I.S. Lifanov, A.V. Sherstnev

SCHVÁLENO A ZAVEDENO DO ÚČINKU vyhláškou Státního výboru Rady ministrů SSSR pro výstavbu z 1. února 1997. Č. 4

STÁTNÍ NORMA UNIE SSR

Dekretem Státního výboru Rady ministrů SSSR pro stavební záležitosti z 1. února 1977 č. 4, datem zavedení

od 01.07.1977 .

Nedodržení standardu se trestá zákonem

Tato norma platí pro železobetonové předpjaté konstrukce vyrobené s napětím výztuže mechanickými, elektrotermálními, elektrotermomechanickými metodami a stanoví následující metody pro měření tahové síly výztuže:

metoda gravitačního měření;

metoda měření podle údajů dynamometru;

způsob měření podle údajů na manometru;

metoda měření hodnotou prodloužení výztuže;

měření metodou příčného chlapa výztuže;

metoda měření frekvence.

1. OBECNÁ USTANOVENÍ

1.1. Aplikace metody měření tahové síly výztuže je stanovena v pracovních výkresech, normách nebo technických podmínkách pro předpjaté železobetonové konstrukce.

1.2. Měření tahové síly výztuže se provádí během jejího napětí nebo po dokončení tahu.

1.3. K měření tahové síly výztuže se používají zařízení - PRDU, IPN -7, PIN, prošly státní testy a doporučeno pro sériovou výrobu.

Schémata a technické charakteristiky zařízení jsou uvedeny v odkazu. Je povoleno používat jiná zařízení, která splňují požadavky této normy.

1.4. Zařízení používaná k měření tahové síly výztuže musí být zkontrolována v souladu s GOST 8.002-71 a musí mít kalibrační charakteristiky vytvořeny ve formě tabulek nebo grafů.

1.5. Před použitím musí být zařízení zkontrolováno, zda splňuje pokyny k jeho použití. Pořadí měření by mělo být v souladu s pořadím uvedeným v tomto pokynu.

1.6. Výsledky měření tahové síly výztuže by měly být zaznamenány do deníku, jehož forma je uvedena v doporučeném.

2. Gravitační metoda měření napínací síly ventilu

2.1. Gravitační metoda je založena na stanovení vztahu mezi tahovou silou výztuže a hmotností závaží, která ji napínají.

2.2. Gravitační metoda se používá v případech, kdy je napětí prováděno zátěží přímo prostřednictvím systému pák nebo kladek.

2.3. Pro měření tahové síly výztuže se měří hmotnost závaží, pomocí které se určuje tahová síla výztuže s přihlédnutím k systému přenosu síly ze závaží na napnutou výztuž, ztrátám třením a dalším ztrátám , jestli nějaký. Ztráty v systému přenosu tahové síly ze závaží na výztuž zohledňuje dynamometr při kalibraci systému.

2.4. Hmotnost zatížení musí být měřena s chybou až 2,5%.

3. MĚŘENÍ NAPÍNACÍ SÍLY VENTILU UVEDENÍM DYNAMOMETRU

3.1. Metoda měření tahové síly výztuže podle údajů dynamometru je založena na vztahu mezi tahovou silou a deformacemi dynamometru.

3.2. Dynamometr je zahrnut v silovém obvodu výztuže mezi koncovými dorazy nebo mimo ně tak, že dynamometr vnímá tahovou sílu výztuže.

3.3. Tahová síla výztuže je určena kalibrační charakteristikou dynamometru.

3.4. Když je dynamometr připojen k řetězci několika paralelních výztužných prvků, měří se celková tahová síla. Velikost tažné síly v každém prvku může být určena jednou z metod uvedených v ,, a této normě.

3.5. Pro měření tahové síly výztuže se používají příkladné dynamometry v souladu s GOST 9500-75. Je povoleno používat jiné dynamometry s třídou přesnosti nejméně 2,5.

3.6. Získané hodnoty by měly být v rozmezí 30–100% stupnice dynamometru.

4. MĚŘENÍ NAPÍNACÍ SÍLY VENTILU OZNAČENÍM VÝROBKU

4.1. Metoda měření tahové síly podle odečtů tlakoměru je založena na vztahu mezi tlakem ve válci zvedáku, měřeným manometrem, a tahovou silou výztuže.

4.2. Při napínání hydraulickými zvedáky se používá měření tahové síly výztuže podle odečtů tlakoměru. Stanovení metrologických charakteristik hydraulických zvedáků se provádí v souladu s GOST 8.136.74.

4.3. Stanovení tahové síly výztuže podle údajů na manometru se provádí přímo v procesu napínání a je dokončeno, když je síla přenesena ze zvedáku na dorazy formy nebo stojanu.

4.4. Se skupinovým napětím výztuže se určí celková síla. Velikost tahové síly každého prvku je určena jednou z metod uvedených v této normě.

4.5. K měření tahové síly výztuže se používají příkladné manometry podle GOST 8625-69 s hydraulickými zvedáky.

4.6. Třída přesnosti manometrů, stanovená v souladu s GOST 13600-68, musí být nejméně 1,5.

4.7. Při měření tahové síly podle údajů na manometru by hodnoty získaných hodnot měly být v rozmezí 30–90% stupnice manometru.

4.8. Při napínání kotvy hydraulickými zvedáky jsou v hydraulickém systému, se kterým byla provedena kalibrace, nainstalovány stejné tlakoměry.

5. MĚŘENÍ NAPÍNACÍ SÍLY VENTILU HODNOTOU JEHO DÉLKY

5.1. Metoda měření tahové síly o velikost prodloužení předpínací výztuže je založena na závislosti prodloužení výztuže na velikosti napětí, která s přihlédnutím k ploše průřezu výztuže , určuje tahovou sílu.

5.2. Metoda měření tahové síly výztuže hodnotou jeho prodloužení, vzhledem k její relativně nízké přesnosti, není aplikována samostatně, ale v kombinaci s jinými metodami uvedenými v této normě.

Relativně nízká přesnost této metody je dána variabilitou elasticko-plastických vlastností výztužné oceli, jakož i deformovatelností tvarů a zarážek.

5.3. Pro měření tahové síly podle velikosti prodloužení je nutné určit hodnotu skutečného prodloužení výztužného prvku pod napětím a mít diagram „prodloužení napětí“ výztuže.

5.4. Výpočet prodloužení výztužné oceli bez diagramu prodloužení napětí je dovoleno provést podle vzorce uvedeného v odkazu.

5.5. Při elektrotermickém způsobu napínání s ohřevem mimo formu je předem přidělena délka výztužného prvku s přihlédnutím k elastoplastickým vlastnostem oceli, délce formy, ztrátám napětí v důsledku deformace forem, posunutí a kolapsu výztuh se zastaví a je systematicky kontrolován. Tyto ztráty jsou stanoveny na začátku výroby a jsou pravidelně kontrolovány.

5.6. Metoda měření tahové síly prodloužením výztuže se používá v kombinaci s metodami měření tahové síly podle odečtů tlakoměru nebo dynamometru. V tomto případě se zaznamená okamžik začátku posunutí šipky manometru nebo dynamometru a poté se měří prodloužení výztuže.

kovová měřicí pravítka v souladu s GOST 427-75;

kovová měřicí páska podle GOST 7502-69;

třmeny v souladu s GOST 166-73.

5.8. Tažná síla výztuže z hlediska jejího prodloužení je určena jako součin její plochy průřezu podle velikosti napětí. V tomto případě je průřez výztuže odebraný ze šarže určen v souladu s článkem 2.3 GOST 12004-66.

5.9. Velikost napětí je určena z tahového diagramu výztuže odebraného ze stejné dávky. Schéma je vytvořeno v souladu s článkem 8 GOST 12004-66.

5.10. Prodloužení výztuže se měří pomocí nástrojů instalovaných přímo na výztuž; číselníkové indikátory v souladu s GOST 577-68; pákové tenzometry podle GOST 18957-73 nebo specifikované v měřicích přístrojích pro rizika spojená s výztuží.

5.11. V případě elektrotermálního napětí výztuže s ohřevem mimo formu je velikost prodloužení způsobujících napětí výztuže stanovena jako rozdíl mezi celkovým prodloužením a ztrátami kolapsu kotev a deformací tvaru.

5.12. Celkové prodloužení výztuže je určeno jako rozdíl mezi vzdálenostmi mezi dorazy silové formy nebo stojanu a délkou výstřižku výztuže mezi kotvami, měřeno při stejné teplotě.

5.13. Hodnota „zhroucení kotev“ se stanoví podle zkušebních údajů kotev podle bodu 3.9. GOST 10922-76.

5.14. Deformace tvaru na úrovni zarážek jsou určeny jako rozdíl vzdáleností mezi nimi před a po napnutí výztuže nástrojem uvedeným v.

5.15. Měření tahové síly podle velikosti prodloužení lze provádět během procesu napínání a po jeho dokončení.

6. MĚŘENÍ NAPÍNACÍ SÍLY VENTILU PŘÍKLADOVOU METODOU NAPÍNÁNÍ

6.1. Metoda je založena na stanovení vztahu mezi silou vytahující výztuž o dané množství v příčném směru a tahovou silou výztuže.

6.2. Příčnou zatahovací výztuž lze provádět na celé délce výztuže napnuté mezi zarážkami formy (výztuž na základě formy), a na základě zarážek samotného zařízení (zařízení s vlastní základnou).

6.3. Při tažení výztuže na základně formuláře se zařízení opírá o formu, která je článkem měřícího řetězce. S chlapem na základně nástroje se nástroj dotýká armatury ve třech bodech, ale není v kontaktu s formou.

6.4. Při měření tahové síly výztuže metodou příčného chlapa by výztuž neměla mít zbytkové deformace.

6.5. Při měření tahové síly výztuže metodou guy se používají mechanická zařízení typu PRDU nebo elektromechanická zařízení typu PIN.

6.6. Použitá zařízení musí mít třídu přesnosti nejméně 1,5; dělení stupnice by nemělo překročit 1% horní mezní hodnoty kontrolovaného napětí.

6.7. Chyba kalibrační charakteristiky by neměla překročit ± 4%.

V příkladu je uveden příklad odhadu chyby při určování kalibrační charakteristiky.

6.8. Místo instalace elektromechanických zařízení musí být vzdáleno nejméně 5 m od zdrojů elektrického hluku.

6.9. Poměr průhybu výztuže k její délce by neměl překročit:

1: 150 - pro drátěné, tyčové a lanové kování do průměru 12 mm;

1: 300 - pro tyčové a lanové kování o průměru větším než 12 mm.

6.10. Při měření tahové síly výztuže je zařízení s vlastní základnou instalováno na výztuž kdekoli po její délce. V tomto případě by spoje výztuže neměly být uvnitř základny zařízení.

6.11. Při měření tahové síly výztuže pomocí zařízení bez vlastní základny (s výztuhou na základě formuláře) jsou zařízení instalována uprostřed rozpětí mezi dorazy (výkres). Posun místa instalace zařízení ze středu rozpětí by neměl překročit 2% délky kotvy.

Instalační schéma nástroje pro měření tahové síly výztuže

1 - forma; 2 - zařízení PIN; 3 - zařízení IPN -7; 4 - kování; 5 - zastávky;

9. STANOVENÍ A HODNOCENÍ NAPÍNACÍ SÍLY VENTILU

9.1. Tažná síla výztuže je určena jako aritmetický průměr výsledků měření. V tomto případě musí být počet měření alespoň 2.

9.2. Posouzení tahové síly výztuže se provádí porovnáním hodnot tahových sil výztuže získaných během měření s tahovou silou specifikovanou ve standardních nebo pracovních výkresech pro železobetonové konstrukce; v tomto případě by odchylka výsledků měření neměla překročit přípustné odchylky.

9.3. Vyhodnocení výsledků stanovení tahové síly výztuže jejím prodloužením se provádí porovnáním skutečného prodloužení s prodloužením určeným výpočtem.

Skutečné prodloužení by se nemělo lišit od vypočtených hodnot o více než 20%.

Příklad výpočtu prodloužení výztužné oceli je uveden v datovém listu.

10. BEZPEČNOSTNÍ POŽADAVKY

10.1. Osoby vyškolené v bezpečnostních pravidlech, které studovaly konstrukci zařízení a technologii pro měření tahové síly, mohou měřit tahovou sílu výztuže,

10.2. Musí být vyvinuta a striktně zavedena opatření, která zajistí soulad s bezpečnostními požadavky v případě prasknutí ventilu při měření tahové síly.

10.3. Osoby, které nejsou zapojeny do měření tahové síly výztuže, by neměly být v oblasti napnuté výztuže.

10.4. Pro osoby účastnící se měření tahové síly výztuže musí být zajištěna spolehlivá ochrana štíty, sítěmi nebo speciálně vybavenými přenosnými kabinami, odnímatelnými inventářními svorkami a baldachýny, které chrání před vysunutím drapáků a zlomených výztužných tyčí.

APLIKACE 1

Odkaz

SCHÉMA A TECHNICKÁ CHARAKTERISTIKA ZAŘÍZENÍ PRDU, IPN-7 A PIN

Zařízení PRDU

Činnost zařízení PRDU při měření tahové síly výztuže tyče a lan je založena na pružném tahu výztužného prvku uprostřed rozpětí mezi zarážkami a při měření napětí drátu je tahána na základně zarážkový rám zařízení. Deformace pružiny zařízení se měří pomocí číselníkového indikátoru v souladu s GOST 577-68, což je indikace ovládání.

Příčně k ose výztuže je vytvořen konstantní pohyb systému ze dvou za sebou spojených článků: napjatého výztužného prvku a pružiny zařízení.

S nárůstem síly napnuté výztuže se odpor vůči příčnému třmenu zvyšuje a jeho pohyb klesá, a proto se zvyšuje deformace pružiny zařízení, tj. hodnoty indikátoru zařízení.

Kalibrační charakteristika zařízení závisí na průměru a délce výztuže při práci na základně formy a pouze na průměru při práci na základně dorazového rámu.

Zařízení PRDU se skládá z tělesa, závěsu s vodicí trubkou, vodícího šroubu s číselníkem a držadlem, pružiny s kulovou maticí, napínacího háku, indikátoru, zarážky nebo zarážkového rámu (tato příloha).

Při měření tahové síly výztuže tyče a lan je zařízení instalováno s důrazem na stojan, paletu nebo tvar. Hák chapadla se zavede pod tyč nebo lano a otáčením vodícího šroubu za jeho rukojeť je zajištěn kontakt s tyčí nebo lanem. Další rotací vodícího šroubu se vytvoří předběžné zatažení výztuže, jejíž hodnota je fixována indikátorem.

Na konci předběžné výztuhy je podle rizika na těle vyznačena poloha končetiny pevně spojená s vodicím šroubem (boční povrch končetiny je rozdělen na 100 částí) a poté rotace elektrody šroub pokračuje několik otáček.

Po dokončení zvoleného počtu otáček se zaznamenají hodnoty indikátoru (Control2). Tahová síla výztuže je určena kalibrační charakteristikou zařízení P = f (Control2).

Při měření tahové síly výztužného drátu o průměru menším než 5 mm se zarážka nahradí zarážkovým rámem se základnou 600 mm a upínací hák se nahradí malým hákem. Síla tahu drátu je určena kalibrační charakteristikou zařízení s nainstalovaným rámem.

Pokud není možné umístit zarážku zařízení do roviny mezi stěny forem (žebrované desky, krycí desky atd.), Může to být patrné na nosném listu s otvorem pro průchod tyče s háček.

Zařízení IPN-7

Zařízení se skládá z nízkofrekvenčního měřiče kmitočtu se zesilovačem, umístěného v pouzdře, čítače a primárního měřicího převodníku připojeného drátem k zesilovači (tato příloha).

Schéma zařízení PRDU

1 - důraz; 2 - jaro; 3 - indikátor; 4 - rám; 5 - závěs; 6 - končetina s rukojetí; 7 - vlastní základna; 8 - háček

Schéma zařízení IPN-7

1 - tělo zařízení; 2 - čelit; 3 - drát; 4 - primární převodník

Princip činnosti zařízení je založen na stanovení frekvence přirozených vibrací napnuté výztuže, která závisí na napětí a její délce.

Vibrace výztuže jsou způsobeny příčným nárazem nebo jinými prostředky. Primární měřicí převodník zařízení vnímá mechanické vibrace, převádí je na elektrické vibrace, jejichž frekvence je po zesílení počítána elektromechanickým čítačem zařízení. Frekvencí přirozených vibrací se pomocí kalibrační charakteristiky stanoví tahová síla výztuže odpovídajících průměrů, tříd a délek.

Zařízení PIN

Zařízení se skládá z rámu se zarážkami, výstředníku s pákovým zařízením, nastavovací matice, pružného prvku s tenzometry, háčku a prvků elektrického obvodu umístěných v oddělené přihrádce, které obsahují zesilovač a výpočetní zařízení (tato příloha ).

Zařízení měří sílu potřebnou k laterálnímu přemístění napnuté výztuže o předem stanovené množství.

Zadané boční posunutí výztuže vzhledem k zarážkám připevněným k rámu zařízení se vytvoří přesunutím excentrické rukojeti do levé polohy. V tomto případě páka posune šroub nastavovací matice o určité množství v závislosti na excentricitě excentru. Síla potřebná k posunutí závisí na tahové síle výztuže a je měřena deformacemi pružného prvku.

Zařízení je kalibrováno pro každou třídu a průměr výztuže. Jeho hodnoty nezávisí na délce napnuté výztuže.

Schéma zařízení PIN

1 - zastaví se; 2 - rám; 3 - výstřední; 4 - nastavovací matice; 5 - elastický prvek s drátovými tenzometry (umístěnými pod pláštěm); 6 - háček; 7 - skříň s prvky elektrického obvodu.

Hlavní technické vlastnosti zařízení

Typ zařízení	Napínací síla, tf		Průměr výztuže, mm		Délka výztuže, m		Délka vlastní základny zařízení, mm	Hmotnost zařízení, kg
							Bez vlastní základny
						Bez hranic
							Bez vlastní základny
						Bez hranic

PŘÍLOHA 2

ČASOPIS
záznam výsledků měření tahové síly výztuže

Datum měření

Typ položky

Data ventilů

Údaje o přístroji

Indikace stupnice

Tažná síla výztuže, tf

Odchylka od návrhových hodnot

Poznámka

Počet výztužných prvků

Třída vyztužení, jakost oceli

Průměr, mm

Délka, mm

Návrhová tažná síla (hodnocení a tolerance

Typ a číslo

Multiplikátor měřítka

Základní ukazatele

1. dimenze

2. dimenze

3. dimenze

Průměr ze 3 měření s přihlédnutím k multiplikátoru stupnice

V § 7.1 Byly zvažovány experimenty, které naznačovaly tendenci smršťování povrchu kapaliny. Tato kontrakce je způsobena povrchovým napětím.

Síla, která působí podél povrchu kapaliny kolmo na linii ohraničující tento povrch a má tendenci ji snižovat na minimum, se nazývá síla povrchového napětí.

Měření síly povrchového napětí

Abychom změřili sílu povrchového napětí, udělejme následující experiment. Vezměte obdélníkový drátěný rám, jehož jedna strana AB délka l se může pohybovat s nízkým třením ve svislé rovině. Po ponoření rámu do nádoby s mýdlovou vodou na něj získáme mýdlový film (obr. 7.11, a). Jakmile vytáhneme rám z mýdlové vody, drát AB okamžitě se začne pohybovat. Mýdlový film zmenší jeho povrch. Proto o prokrastinaci AB síla působí kolmo na drát směrem k filmu. Toto je síla povrchového napětí.

Abyste zabránili pohybu drátu, musíte na něj vyvinout určitou sílu. K vytvoření této síly můžete na drát připevnit měkkou pružinu připevněnou k základně stativu (viz obr. 7.11, o). Pružná síla pružiny spolu s gravitační silou působící na drát se sečtou k výsledné síle Pro rovnováhu drátu je nutné, aby rovnost
, kde je síla povrchového napětí působící na drát z jednoho z povrchů filmu (obrázek 7.11, b).

Odtud
.

Na čem závisí síla povrchového napětí?

Pokud posunete drát dolů na vzdálenost h, pak vnější síla F 1 = 2 F udělá práci

(7.4.1)

Podle zákona o zachování energie se tato práce rovná změně energetického (v tomto případě povrchového) filmu. Počáteční povrchová energie mýdlového filmu s plochou S 1 je rovný U NS 1 = = 2σS 1 , protože film má dva povrchy stejné oblasti. Konečná povrchová energie

kde S 2 - oblast filmu po přesunutí drátu na vzdálenost h... Proto,

(7.4.2)

Srovnáním pravé strany výrazů (7.4.1) a (7.4.2) dostaneme:

Síla povrchového napětí působící na hranici povrchové vrstvy o délce l, je rovný:

(7.4.3)

Síla povrchového napětí je směrována tangenciálně k povrchu kolmo k hranici povrchové vrstvy (kolmo k drátu AB v tomto případě viz obr. 7.11, a).

Měření součinitele povrchového napětí

Existuje mnoho způsobů, jak měřit povrchové napětí kapalin. Povrchové napětí a lze například určit pomocí nastavení zobrazeného na obrázku 7.11. Budeme zvažovat jinou metodu, která netvrdí, že je ve výsledku měření přesnější.

K citlivému dynamometru připojíme měděný drát ohnutý, jak ukazuje obrázek 7.12, a. Pod drát vložíme nádobu s vodou tak, aby se drát dotýkal hladiny vody (obr.7.12, b) a „přilepil se“ k ní. Nyní budeme pomalu spouštět nádobu s vodou (nebo, co je stejné, zvednout dynamometr pomocí drátu). Uvidíme, že spolu s drátem stoupá vodní film, který jej obklopuje, a čtení dynamometru se postupně zvyšuje. Svou maximální hodnotu dosahuje v okamžiku prasknutí vodního filmu a „oddělení“ drátu od vody. Odečteme -li jeho hmotnost od hodnot dynamometru v okamžiku oddělení drátu, pak dostaneme sílu F, rovnající se dvojnásobku povrchového napětí (vodní film má dva povrchy):

kde l - délka drátu.

Při délce drátu 1 = 5 cm a teplotě 20 ° C se síla ukáže být 7,3 · 10-3 N.

Výsledky měření povrchového napětí některých kapalin jsou uvedeny v tabulce 4.

Tabulka 4

Tabulka 4 ukazuje, že těkavé kapaliny (ether, alkohol) mají menší povrchové napětí než netěkavé kapaliny, například rtuť. V kapalném vodíku a zejména v kapalném héliu je velmi malé povrchové napětí. Naproti tomu tekuté kovy mají velmi vysoké povrchové napětí.

Rozdíl v povrchovém napětí kapalin je vysvětlen rozdílem sil mezimolekulární interakce.