Гидравлика

Конспект лекций для спец. ПГС и специальностей механико-машиностроительного профиля

Кафедра гидравлики

Баранов В.Д.

Содержание

Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ ГИДРАВЛИКИ И КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЕЕ РАЗВИТИЯ 1.1. Краткая история развития гидравлики 1.2. Жидкость и силы действующие на нее 1.3. Механические характеристики и основные свойства жидкостей

Лекция 2. ОСНОВЫ ГИДРОСТАТИКИ 2.1. Гидростатическое давление 2.2. Основное уравнение гидростатики 2.3. Давление жидкости на плоскую наклонную стенку 2.4. Давление жидкости на цилиндрическую поверхность 2.5. Закон Архимеда и его приложение 2.6. Поверхности равного давления

Лекция 3. ОСНОВЫ ГИДРОДИНАМИКИ 3.1. Основные понятия о движении жидкости 3.2. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости 3.3. Уравнение Бернулли для реальной жидкости 3.4. Измерение скорости потока и расхода жидкости

Лекция 4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 4.1. Режимы движения жидкости 4.2. Кавитация 4.3. Потери напора при ламинарном течении жидкости 4.4. Потери напора при турбулентном течении жидкости 4.5. Местные гидравлические сопротивления

Лекция 5. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ОТВЕРСТИЙ, НАСАДКОВ И ИЗ-ПОД ЗАТВОРОВ 5.1. Истечение через малые отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре 5.2. Истечение при несовершенном сжатии 5.3. Истечение под уровень 5.4. Истечение через насадки при постоянном напоре 5.5. Истечения через отверстия и насадки при переменном напоре (опорожнение сосудов) 5.6. Истечение из-под затвора в горизонтальном лотке 5.7. Давление струи жидкости на ограждающие поверхности 5.8 Распад струи капельной жидкости в воздухе

Лекция 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОСТЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 6.1. Простой трубопровод постоянного сечения 6.2. Соединения простых трубопроводов 6.3. Сложные трубопроводы 6.4. Трубопроводы с насосной подачей жидкостей 6.5. Гидравлический удар 6.6. Изменение пропускной способности трубопроводов в процессе их эксплуатации

Лекция 7. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ 7.1. Лопастные насосы 7.2. Поршневые насосы 7.3. Индикаторная диаграмма поршневых насосов 7.4. Баланс энергии в насосах 7.5. Обозначение элементов гидро- и пневмосистем

Лекция 1. Введение. Предмет гидравлики и краткая история ее развития

Курс гидравлики (технической гидромеханики) включает в себя решение широкого круга задач о движении различных жидкостей и газов, их взаимодействии с неподвижными или движущимися объектами, работы и проектирования насосов, вентиляторов, гидро- и пневмоприводов, средств автоматики и многих устройств и механизмов, в которых используются жидкости и газы. Это, прежде всего наука, предназначенная для решения практических задач, в связи с чем решение многих сложных задач получают на основе результатов экспериментов.

 

Гидравлика – одна из древнейших наук. Уже за несколько тысяч лет до нашей эры в Египте, Индии, Китае строились плотины, оросительные каналы, первые механизмы, использовавшие энергию воды. Все это требовало не только искусства строителей, но и решения задач прочности сооружений, простейших расчетов динамики жидкости.

Многие выдающиеся ученые внесли свой вклад в изучение законов статики и динамики жидкости и газов. Каждый этап развития цивилизации сопровождался открытием новых законов, отражая новые потребности науки и техники.

Первой известной работой в этой области считается трактат выдающегося греческого ученого Архимеда «О плавающих телах», написанный за 250 лет до нашей эры.

Эпоха возрождения, XV век.

Леонардо Да Винчи (1452-1519) проводит свои известные экспериментальные и теоретические исследования. Среди них работа по теории гидравлического пресса, истечение жидкости через отверстия и водосливы.

Симон Стевин (1548-1620), нидерладский инженер, опубликовал работу «Начала гидростатики» с решением задачи гидростатического давления на плоскую стенку, объяснил «Гидростатический парадокс».

Галилео Галилей (1564-1642), итальянский физик, математик и астроном, устанавливает зависимость величины гидростатического сопротивления от плотности среды и скорости потока жидкости.

Эванджелиста Торичелли (1602-1647) открывает закон и дает формулу расчета скорости истечения жидкости из отверстия в сосуде под действием силы тяжести.

Блез Паскаль (1623-1662) в 1663 году опубликовывает закон о передаче внешнего давления жидкости. Закон назван его именем.

Исаак Ньтон (1643-1727) предложил теорию внутреннего трения в движущейся жидкости.

М.В.Ломоносов – закон сохранения массы и энергии.

XVIII век.

Д.Бернулли, Л.Эйлер, Ж.Д’Аламбер сформулировали современные основы механики жидкости. Теоретические исследования описывали поведение идеальной жидкости, в связи с чем результаты плохо согласовывались с экспериментальными данными.