- •Гидравлика
- •Основные обозначения и единицы измерения
- •1. Силы, действующие на жидкость
- •2. Физические свойства жидкостей
- •2.1. Плотность
- •2.2. Вязкость
- •2.3. Поверхностное натяжение
- •2.4. Сжимаемость
- •2.5. Температурное расширение
- •3. Гидростатика
- •3.1. Дифференциальные уравнения Эйлера. Основное уравнение гидростатики в дифференциальной форме
- •3.2. Основное уравнение гидростатики в интегральной форме
- •3.3. Практическое применение основного уравнения гидростатики
- •1) Принцип сообщающихся сосудов и его использование.
- •2) Пневматическое измерение уровня жидкости в резервуаре.
- •3) Гидростатические машины.
- •3.4. Сила давления на плоскую стенку
- •3.4.1. Давление жидкости на плоскую поверхность
- •3.4.2. Гидростатический парадокс
- •4. Гидродинамика
- •4.1. Основные понятия гидродинамики
- •4.2. Основные характеристики движения жидкостей
- •4.2.1. Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр
- •4.2.2. Скорость и расход жидкости
- •4.3. Виды движения жидкости
- •4.4. Уравнение неразрывности (сплошности потока)
- •4.4.1. Уравнение неразрывности (сплошности потока) для жидкости
- •4.4.2. Уравнение неразрывности (сплошности потока) для газов
- •4.5. Режимы движения жидкости
- •4.6. Уравнение д. Бернулли
- •4.6.1. Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости
- •4.6.2. Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости
- •4.6.3. Уравнение Бернулли для реальной жидкости
- •4.6.4. Практическое применение уравнения Бернулли (измерение расхода жидкости с помощью дроссельных расходомеров)
- •4.7. Виды гидравлических сопротивлений и потери напора
- •4.7.1. Потери напора по длине потока
- •4.7.2. Потери напора на местные сопротивления
- •4.7.3. Принцип сложения потерь напора
- •4.8. Истечение жидкости через отверстия и насадки
- •4.8.1. Истечение жидкости через отверстие (или насадок) при постоянном уровне
- •4.8.2. Истечение через отверстие и насадок при переменном уровне
- •5. Лабораторный практикум по гидравлике
- •5.1. Лабораторная работа № 1. Опытное изучение движения жидкостей
- •5.2. Лабораторная работа № 2. Дроссельные расходомеры
- •5.3. Лабораторная работа №3. Истечение жидкости через отверстия и насадки
- •I. Определение коэффициентов расхода для отверстия и насадка при постоянном напоре.
- •II. Определение времени истечения при переменном напоре.
- •5.4. Лабораторная работа № 4. Потери напора в трубопроводе
- •5.5. Лабораторная работа № 5. Демонстрация уравнения Бернулли
- •Обработка опытных данных
- •Список использованных источников
Основные обозначения и единицы измерения
Таблица 1 – Принятые обозначения
Величина |
Обозначение |
Единицы измерения |
Время |
τ |
с, ч |
Высота |
H, h |
м |
Вязкости коэффициент динамической кинематической |
μ
|
Па.с м2/с |
Давление |
p |
Па |
Диаметр |
D, d |
м |
Длина |
l |
м |
Масса |
m |
кг |
Местного сопротивления коэффициент |
ξ |
- |
Напор |
Н, h |
м |
Объем |
V |
м3 |
Объемного расширения коэффициент |
βt |
К-1 |
Объемного сжатия коэффициент |
βр |
Па-1 |
Периметр (смоченный) |
П |
м |
Плотность |
ρ |
кг/м3 |
Потери напора на местные сопротивления по длине (трение) |
hмс hдл |
м м |
Площадь поперечного сечения |
S |
м2 |
Радиус |
r |
м |
Расход массовый объемный |
M Q |
кг/с м3/с |
Расхода коэффициент дроссельного расходомера при истечении жидкости через отверстия и насадки |
αp μp |
- -
|
Сжатия коэффициент |
ε |
|
Сила |
F |
Н |
Скорость средняя местная |
v u |
м/с м/с |
Скорости коэффициент |
φ |
- |
Трения коэффициент |
λ |
- |
ВВЕДЕНИЕ
Гидравлика – это наука, занимающаяся изучением законов покоя и движения жидких тел и рассматривающая приложения этих законов к решению конкретных технических задач. С помощью основных уравнений гидравлики и разработанных ею методов исследоввания, решаются важные практические задачи, связанные с перемещением жидкостей и газов по трубопроводам. Широкое использование в практической деятельности человека различных гидравлических машин и механизмов определяет гидравлику как важную дисциплину, обеспечивающую развитие научно-технического прогресса.
Гидравлика состоит из двух разделов: гидростатики и гидродинамики. Гидростатика рассматривает законы равновесия в состоянии покоя, а гидродинамика – законы движения жидкостей и газов.
Движущейся силой при течении жидкостей является разность давлений, которая создается с помощью насосов или компрессоров либо вследствие разности уровней или плотностей жидкости.
Знание законов гидродинамики позволяет находить разность давлений, необходимую для перемещения данного количества жидкости с требуемой скоростью, а значит, и расход энергии на это перемещение, или наоборот определять скорость и расход жидкости при известном перепаде давления.
В гидравлике принято объединять жидкости, газы, пары под единым названием – жидкости. Также в гидравлике вводят понятие о реально несуществующей идеальной жидкости. Такая жидкость абсолютно несжимаема, не обладает внутренним трением между частицами (вязкостью) и не изменяет плотности с изменением температуры. В действительности, жидкости в той или иной мере сжимаемы и обладают вязкостью; они называются реальными или вязкими.
Реальные (вязкие) жидкости делятся на собственно жидкости, называемые капельными (практически несжимаемы) и упругие жидкости - газы, обладающие сжимаемостью или упругостью, т.е. способные изменять свой объем с изменением давления [1-4].