- •I. Курс лекций
- •1. Основные свойства жидкости и газа. Гидростатика
- •1.1. Основные свойства жидкости
- •Величина ………………………. Плотность Удельный вес
- •Давления насыщенных паров (Па) некоторых жидкостей
- •Плотность жидкости может изменяться при изменении температуры. В этом случае изменение плотности характеризуется коэффициентом теплового объемного расширения т , определяемым по формуле
- •В общем случае
- •Размерность кинематического коэффициента вязкости
- •1.2. Физические свойства газа
- •1.3. Давление в покоящейся жидкости
- •1.4. Сила статического давления жидкости на плоскую стенку
- •Вопросы по теме 1.4.
- •1.5. Сила статического давления жидкости на криволинейные стенки. Закон Архимеда
- •1.6. Относительный покой жидкости
- •1.6.1. Прямолинейное равноускоренное движение сосуда
- •1.6.2. Равномерное вращение сосуда вокруг вертикальной оси
- •2. Основные понятия кинематики и динамики жидкости
- •3. Режимы движения жидкости и основы гидродинамического подобия
- •4. Основные законы движения газа
- •Вопросы по теме 4.
- •5. Гидравлические сопротивления
- •6. Гидравлический расчет простых напорных трубопроводов
- •7. Гидравлический расчет сложных трубопроводов
- •8. Истечение жидкости через отверстия и насадки
- •Риc. 8.3. Схема истечения жидкости через большое прямоугольное отверстие
- •Вопросы по теме 8.
- •9. Гидравлический удар в трубопроводах
- •Вопросы по теме 9.
- •10. Движение неньютоновских жидкостей в трубах
Вопросы по теме 8.
1. В каком случае отверстие в стенке бака, из которого происходит истечение, называется малым?
2. Как определяются коэффициенты истечения (сжатия струи, скорости, расхода) ?
3. Как найти среднюю скорость в сжатом сечении струи и расход при истечении жидкости через малое отверстие при постоянном напоре?
4. Как определяется расход жидкости при истечении через затопленное отверстие?
5. Что называется насадками?
6. Каковы простейшие типы насадков и их характеристики?
7. Какое давление возникает внутри цилиндрического насадка при истечении в атмосферу? Каково условие нормальной работы насадка?
8. Как найти время полного опорожнения вертикального цилиндрического резервуара?
9. Гидравлический удар в трубопроводах
Гидравлический удар в трубопроводе — это явление скачкообразного изменения давления в жидкости, происходящее вследствие резкого изменения скорости движения жидкости. Гидравлический удар может происходить при резком открытии или закрытии задвижки в трубопроводе, при остановке насоса или турбины и в других случаях. При быстром закрытии задвижки происходит торможение жидкости у задвижки и резкое увеличение давления. Область повышенного давления распространяется по жидкости в сторону, противоположную начальной скорости ее движения. Скорость движения границы этой области называется скоростью распространения волны гидравлического удара с и для тонкостенного трубопровода определяется по формуле Н.Е. Жуковского
(9.1)
где К — модуль упругости жидкости; — ее плотность; d — внутренний диаметр; Е — модуль упругости материала стенок трубопровода; — толщина стенок трубопровода.
Если трубопровод недеформируем, то скорость распространения волны гидравлического удара становится равной скорости звука в данной жидкости:
(9.2)
Фазой гидравлического удара Т называется удвоенное время пробега ударной волны от места возникновения гидравлического удара до области потока, в которой давление можно считать постоянным (например, резервуар с жидкостью, из которого начинается трубопровод, воздушный колпак насоса, магистральный трубопровод, от которого начинается местная линия). Таким образом
T = 2l / c , (9.3)
где l — расстояние от места возникновения гидравлического удара до области, где давление постоянно.
Прямым называется гидравлический удар, при котором время изменения скорости t меньше фазы гидравлического удара (t < Т) .
Для прямого гидравлического удара ударное повышение давления определяется по формуле Н.Е. Жуковского
p = c, (9.4)
где — изменение скорости движения потока.
Если время изменения скорости больше фазы гидравлического удара (t > T), то гидравлический удар называется непрямым, и при линейном во времени законе изменения скорости изменение давления определяется по формуле
(9.5)