Введение в курс ГГД. Основные понятия и предмет изучения курса ГГД. Основы кинематики.
Лекция № 1
2022
Дмитриев С.С.
План курса ГГД
•Лекции (1 раз в неделю)
•Практические занятия (1 раз в 2 недели)
•Типовые расчеты (5) по плану БАРС с оценкой по 5-балльной системе
•Лабораторные работы (3)
•Экзамен (письменный) – решение задач
Литература к курсу ГГД
•Г.С. Самойлович «Гидрогазодинамика» 1990.
•В.В. Нитусов, В.Г. Грибин «Гидрогазодинамика. Сборник задач». 2007.
•В.В. Нитусов, В.Г. Грибин «МЖГ. Сборник
задач». 2009.
•Зарянкин А.Е. Механика несжимаемых и сжимаемых жидкостей. М. Изд. дом МЭИ. 2014.
•Л.Г. Лойцянский. Механика жидкости и газа. М. 1978.
Курс ГГД
•Предмет гидрогазодинамики – часть общего курса гидроаэромеханики, Изучает законы движения жидкостей и газов и их взаимодействие с твердыми
телами.
•Гидроаэромеханика – более общий предмет, т.к. включает еще гидростатику.
Основные задачи гидроаэромеханики
Жидкость (газ) в покое – гидростатика, жидкость (газ) движется - гидрогазодинамика
1.Определение распределения характерных параметров внутри некоторого выделенного объема жидкости или газа.
2.Определение силового взаимодействия между жидкостью или газом и твердыми телами, находящимися внутри некоторого выделенного объема жидкости или газа
(внешнее течение) или окружающими его (внутреннее течение).
Примеры силового взаимодействия жидких (газообразных) и твердых тел
Внешнее течение |
Внутреннее течение |
|
|
|
|
Параметры, характеризующие жидкую или газообразную среду в данной точке
• Скорость - , размерность – [м/с],
С
вектор, характеризуется составляющими u, v, w в направлении осей x, y, z в трехмерном пространстве.
•Массовая плотность – ρ, размерность [кг/м3].
•Давление - р, размерность [Па = н/м2].
•Температура – Т, размерность [К].
Молекулярная структура и агрегатное состояние вещества (l ≈ 10 -10 м)
Зависимость силы взаимодействия между молекулами R от межмолекулярного расстояния l
Типы основных агрегатных состояний вещества
• Твердое – молекулы организованы в кристаллические решетки (сильное взаимодействие)
• Жидкое – актуальны связи только между соседними молекулами (Броуновское движение)
• Газообразное – слабое взаимодействие молекул (актуально только хаотическое тепловое движение)
МЕХАНИКА СПЛОШНЫХ СРЕД:
Механика жидкости и газа ↔ Механика твердого тела
Общие свойства жидкостей и газов
•Сплошность;
•Текучесть;
•Свойство внутреннего трения (вязкость) – способность оказывать сопротивление деформации при движении жидкости (газа) и отсутствие этого сопротивления в состоянии равновесия (покоя) – можно проверить опытом с рукой, движущейся в воде.
Различия жидкостей и газов
•Сжимаемость (капельная жидкость и газ). Существенно сказывается на характере движения только при значительных скоростях газового потока;
•Наличие свободной границы
у капельных жидкостей и отсутствие таковой у газов при заполнении какого-то объема.
Вязкость определяется касательными (сдвиговыми) напряжениями (τ) и коэффициентом динамической вязкости (μ)