Вопросы для самопроверки:

1. Приведите вывод дифференциального уравнения движения идеальной жидкости и его общее решение.

2. Поясните вывод уравнения Бернулли для стационарного одномерного движения вязкой жидкости и его интерпретации.

3. Запишите закон сохранения массы при стационарном одномерном движении и вывод из него уравнения неразрывности потока (уравнение баланса расхода).

4. Как формулируется закон об изменении кинетической энергии и его приложение к стационарному одномерному движению?

5. Приведите вывод гидравлического уравнения об изменении импульса (количества движения).

6. Какой общий закон механики применяется при расчёте гидродинамических сил давления?

7. Запишите формулу гидродинамического давления и назовите его энергетический смысл.

8. Ответить на вопросы тренировочного теста №1.

9. Ответить на вопросы контрольного теста №1.

Раздел 2. Гидравлическое сопротивление и диссипация энергии потока вязкой жидкости

В процессе освоения раздела необходимо:

I. Изучить следующие темы:

2.1. Основные понятия и определения.

2.2. Потери давления (напора) по длине потока и местные гидралические потери.

2.3. Законы гидравлического сопротивления при ламинарном движении.

2.4. Законы гидравлического сопротивления при турбулентном движении.

II. Выполнить практическую работу №1: «Определение гидравлических потерь по длине» для студентов очной формы обучения специальностей 150202.65 и 151001.65 и для очно-заочной формы обучения специальности 151001.65.

III. Выполнить две лабораторные работы: «Изучение диаграммы уравнения Бернулли и местных потерь напора» и «Изучение потерь напора по длине при равномерном движении жидкости по трубе».

IV. Ответить на вопросы тренировочного теста №2.

V. Ответить на вопросы контрольного теста №2.

2.1. Основные понятия и определения Изучаемые вопросы:

- Понятие о гидравлических сопротивлениях.

- Диссипация механической энергии потока.

Сопротивление, оказываемое на поток при напорном движении реальной (вязкой) жидкости со стороны русла (проточного тракта), называется гидравлическим сопротивлением. Количественной оценкой гидравлического сопротивления являются потери давления (в Па) или напора (в м), а сам процесс носит название диссипации (рассеяния) механической энергии, перешедшей в тепловую благодаря работе сил трения.

Вопросы для самопроверки:

1. Как определяется работа и мощность потока жидкости (газа)?

2. Что означает термин диссипация механической энергии потока?

3. Дайте определение термина «гидравлическое сопротивление» и поясните его энергетическую оценку.

4. Укажите два вида гидравлического сопротивления. Чем они характеризуются?

5. Назовите два характерных режима движения жидкости (газа). Поясните физический смысл числа Рейнольдса.

6. Что означает термин «вязкое», «инерционное» и «инерционно-вязкое» гидравлическое сопротивление?

2.2. Потери давления (напора) по длине потока и местные гидравлические потери Изучаемые вопросы:

- Потери давления (напора) по длине потока.

- Формула Вейсбаха-Дарси для расчета потерь по длине.

- Коэффициент гидравлического трения.

- Понятия об участках местных сопротивлений.

- Виды местных сопротивлений.

- Гидравлические потери в местных сопротивлениях.

- Формул Вейсбаха для определения местных потерь.

- Ламинарное и турбулентное движение жидкостей и газов. Число Рейнольдса.

Потери давления (напора) в расчётных формулах принято выражать через гидродинамическое давление (гидродинамический напор) потока с гидравлическим (как правило, опытным) коэффициентом сопротивления.

Различают потери давления по длине потока с гидравлическим коэффициентом, включающим относительную длину потока (формула Дарси – Вейсбаха) и местные потери давления на участках резкоизменяющегося (резкодеформированного) потока (формула Вейсбаха).

При рассмотрении местных гидравлических сопротивлений следует обратить внимание на структуру потока на участках резкодеформированного течения, имеющего место в трубопроводной арматуре, на стенках труб разного диаметра и т.п. В общем виде функциональная зависимость для коэффициента местного гидравлического сопротивления включает в себя пограничную геометрию пробочного элемента и число Рейнольдса, вычисленного по параметрам сопротивления. На практике значение коэффициентов местного сопротивления определяют из соответствующей справочной литературы.