- •Основные физические свойства жидкости: плотность, сжимаемость, растворимость газов, объёмное расширение, парообразование, кипение, кавитация.
- •Вязкость жидкости. Формула Ньютона. Динамическая и кинематическая вязкость. Единицы и приборы для измерения жидкости.
- •Силы, действующие в жидкости: массовые, поверхностные, единичные.
- •Понятие гидростатического давления и его свойства. Единицы измерения давления.
- •Давление абсолютное, избыточное, вакуум, предельный вакуум.
- •Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Эпюры давления. Барометрические формулы.
- •Сила давления на плоские и криволинейные поверхности. Закон Архимеда.
- •Методы кинематического анализа. Понятие мгновенной и усредненной скорости. Элементы потока жидкости.
- •Режимы течения жидкости. Критическая скорость. Число Рейнольдса.
- •Уравнения движения идеальной и вязкой жидкости и газа: уравнение неразрывности и уравнение Бернулли.
- •Гидравлические потери по длине и в местных сопротивлениях при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости. Области (зоны) гидравлического сопротивления.
- •Формулы для определения линейных потерь напора при ламинарном движении жидкости
- •Местные и гидравлические сопротивления
- •Истечение жидкости через отверстия и насадки. Коэффициенты истечения: сжатия, скорости и расхода.
- •Гидравлический расчет трубопроводов. Потребный напор. Сопротивление трубопровода. Характеристика трубопровода.
- •Расчет сложных трубопроводов: последовательное и параллельное соединение трубопроводов. Разветвленный трубопроводов.
- •Расчет трубопровода с насосной подачей жидкости. Рабочая точка насоса при работе на сеть.
- •Гидравлический удар в трубах. Ударное повышение давления. Гидравлический удар прямой и непрямой, полный и неполный. Способы ослабления гидравлического удара.
-
Сила давления на плоские и криволинейные поверхности. Закон Архимеда.
Плоские: Если твердая плоская стенка АВ с одной стороны соприкасается с жидкостью, а с другой находится под воздействием атмосферного давления, то величина равнодействующей силы давления жидкости (с учетом внешнего атмосферного давления) на смоченную часть твердой поверхности равна:
Р =ρg hcп w = pсw ,
где hсп — расстояние от пьезометрической поверхности до центра тяжести С смоченной части стенки; рс - избыточное давление в центре тяжести, w - площадь смоченной поверхности АВ.
Точка приложения равнодействующей сил давления называется центром давления. Она определяется как:
где - момент инерции плоской смоченной фигуры относительно горизонтальной оси (табл.), проходящей через ее центр тяжести; yD , ус - расстояния до центров давления и тяжести, измеряемые вдоль продольной оси симметрии (или ее продолжения) фигуры от пьезометрической поверхности.
Криволинейные: Результирующая сила давления жидкости на криволинейную твердую стенку Р может быть определена по ее проекциям на оси координат Рх, Ру, Рz, где Рх, Ру – горизонтальные составляющие, - вертикальная составляющая силы давления Р.
Величина горизонтальной составляющей силы давления равна
PГ=рcSB
где SB - проекция криволинейной поверхности на вертикальную плоскость, нормальную к искомой составляющей силы Р,
рc – результирующее давление в центре тяжести этой проекции.
Сила РГ проходит через центр давления, положение которого определяется аналогично случаю плоских стенок. Линия действия силы Р проходит через точку пересечения линий действия сил РГ и РВ .
Линия, действия горизонтальных составляющих силы давления проходит через центры давления соответствующих проекций криволинейной поверхности SB.
Вертикальная составляющая силы давления жидкости на криволинейную поверхность может быть найдена из выражения
PB= ρgVтд,
где Vтд – объем «тела давления», образованного криволинейной поверхностью, ее проекцией на пьезометрическую поверхность, и соединяющими их вертикальными образующими
Линия действия вертикальной составляющей РB силы давления проходит через центр тяжести «тела давления». Вертикальная сила давления РB направлена вверх, если этот объем «тела давления» строится со стороны несмоченной части стенки, и вниз - если объем этого тела строится со стороны смоченной части стенки.
Закон Архимеда
Pарх = ρgV
Закон Архимеда: жидкость действует на всякое погруженное в нее тело с силой Pарх, направленной вверх и равной по величине весу жидкости в объеме тела V (или его погруженной части).
-
Методы кинематического анализа. Понятие мгновенной и усредненной скорости. Элементы потока жидкости.
Существует два способа изучения движения жидкости: Лагранжа и Л. Эйлера Способ Лагранжа заключается в рассмотрении движения каждой частицы жидкости, т.е. траектории их движения. Способ Эйлера заключается в рассмотрении всей картины движения жидкости в различных точках пространства в данный момент времени. Этот метод позволяет определить скорость движения жидкости в любой точке пространства в любой момент времени, т.е. характеризуется построением поля скоростей и поэтому широко применяется при изучении движения жидкости.
Средней скоростью движения жидкости v (м/с) в рассматриваемом живом сечении называется скорость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через данное живое сечение, чтобы расход всего потока был равен расходу, соответствующему действительным скоростям частиц.
Элементы потока. Основные гидравлические элементы потока – живое сечение S (м2), смоченный (мокрый) периметр П (м), гидравлический радиус RГ (м) и эквивалентный диаметр dЭ (м).
Смоченным периметром П называется длина контура живого сечения, по которому жидкость соприкасается со стенкой.
Гидравлический радиус RГ равен отношению площади живого сечения потока к смоченному периметру:
. (3.4)
Эквивалентный диаметр dЭ – это учетверенный гидравлический радиус.
.