- •Гидростатика
- •Силы, действующие в жидкости
- •Основные физические свойства жидкости
- •Гидростатическое давление и его свойство.
- •Основное уравнение гидростатики.
- •Гидростатический парадокс
- •Плавание тел. Закон Архимеда.
- •Графическая интерпретация основного уравнения гидростатики
- •Основные понятия при кинематике жидкости
- •Уравнение неразрывности потока
- •Дифференциальные уравнения движущейся жидкости. Уравнение Эйлера.
- •Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли
- •Основное уравнение равномерного движения жидкости
- •Построение пьезометрических линий
- •Режимы движения жидкости
- •Задача на тему режима движения жидкости.
- •Гидравлическое сопротивление
- •Распределение скоростей и потерь напора при ламинарном движении.
- •Распределение скоростей и потери напора при турбулентном режиме
- •Местное гидравлическое сопротивление.
- •Понятие о свободном напоре.
- •Истечение жидкостей через отверстие и насадки.
- •Истечение жидкости из малого отверстия при постоянном напоре.
- •Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке при переменном напоре.
- •Истечение жидкости через насадки.
Уравнение неразрывности потока
Рассмотрим установившееся движение в жестком русле.
-
- Уравнение постоянства расходов - из него следует, что при установившемся движении жидкости (несжимаемой жидкости) расход ее в любом сечении точки потока будет постоянным.
-
- Уравнение неразрывности потока – из него следует, что при установившемся движении жидкости средние скорости потока обратно пропорциональны площадям соответствующих сечений.
Задача:
Приведена схема гидропривода. Нужно подобрать всасывающую, напорную и сливную линию.
Дифференциальные уравнения движущейся жидкости. Уравнение Эйлера.
Рассмотрим движущаяся жидкость в объеме элементарного параллелепипеда и приложим все действующие силы (т. к. это было при рассмотрении покоящегося объема жидкости, а так как у нас жидкость движется, то надо еще приложить силу инерции).
-
- уравнение Бернулли для струйки идеальной (невязкой жидкости) при установившемся режиме движения. Все члены уравнения имеют линейную размерность.
Z – геометрическая высота положения рассматриваемого сечения.
Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли
Заключается в том, что при установившемся движении идеальной жидкости сумма трех высот геометрической , пьезометрической высоты и скоростной не меняется вдоль данной элементарной струйки.
Уравнение Бернулли выражает закон баланса энергии. Кроме того каждый из членов уравнения выражает удельную энергию потока. То есть энергию, приходящуюся на единицу веса движущейся жидкости.
В этом случае - удельная энергия положения, – удельная потенциальная энергия, – удельная кинетическая энергия.
Сумма этих трех энергий – напор, или полная удельная энергия сечения.
Энергетический смысл уравнения можно сформулировать так: при установившемся движении жидкости сумма трех удельных энергий остается неизменной вдоль потока.
Для струйки реальной жидкости:
Пьезометрический уклон показывает падение полной удельной энергии по длине рассматриваемого потока.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости:
Появляется альфа коэффициент Кориолиса, который учитывает неравномерность распределения скоростей в потоке. Гидравлический уклон – всегда положительная величина.
На основании уравнения Бернулли сконструирован ряд приборов (одноструйный насос, эжектор, водомер Вентури)
Отсюда вытекает главный закон гидродинамики:
С увеличением скорости движения давление должно уменьшатся, и наоборот: с увеличением давление скорость уменьшается.
-
Бак
-
Трубопровод
-
Камера смешения (имеет диффузор и конфузор)
-
Напорный трубопровод
-
Камера, замкнутая с всасывающим трубопроводом 6, который погружен в резервуар 7
-
Всасывающий трубопровод
-
Резервуар
Основное уравнение равномерного движения жидкости
Оно устанавливает зависимость между силами трения и потерями напора по длине.
Рассмотрим равномерное напорное движение жидкости в круглой трубе. Если труба круглая, то в этом случае наблюдается только потери напора по длине.
P1 и P2 – сила гидродинамического давления. G – сила тяжести V – средняя скорость – Сила трения между трубой и жидкостью. – площадь живого сечения. Пси – смоченный периметр. Эль – длина рассматриваемого участка между сечением 1 и 2. П2/гамма – высота давления на соответствующем участке. Зэ 1 и зэ 2 – геометрическая высота положения соответствующего сечения.
Спроецируем силы по направлению сечения.