49. Основные типы задач при расчете каналов
Задача первого типа. Заданы все элементы живого сечения, а также i, m, n. Необходимо найти расход Q и среднюю скорость υ.
Задан расход Q, линейные размеры, m и n. Необходимо найти уклон і.
Решение
задач этого типа проводится прямой
подстановкой вычисленных ω,
R,
С.
,
– формула
Павловского
у – показатель степени
.
Задача второго типа. Заданы Q, m, n, і, один из геометрических элементов живого сечения. Необходимо найти другой линейный элемент живого сечения, а затем среднюю скорость υ.
Решение:
.
Задача третьего типа. Известны Q, і, m, n. Необходимо найти размеры элементов живого сечения и среднюю скорость υ.
Решения этих задач или к использованию уравнения Шези, или к подбору.
Задача четвертого типа. Известны Q, υ, і, m, n. Необходимо найти элементы живого сечения.
Предмет и методы гидравлики. Определение жидкости. Жидкость, как материальный континуум.
Свойства жидкости: вязкость, понятие об идеальной жидкости.
Свойства жидкости: плотность и удельный вес.
Классификация сил, действующих в жидкости. Напряжения поверхностных и массовых сил.
Первое свойство напряжений внутренних сил, действующих в жидкости.
Второе и третье свойства напряжений внутренних сил, действующих в жидкости.
Вывод дифференциального уравнения движения жидкости в напряжениях.
Вывод дифференциального уравнения равновесия жидкости (уравнение равновесия Эйлера).
Основной закон гидростатики.
Геометрический смысл основного закона гидростатики.
Понятие о гидростатическом давлении. Понятие об абсолютном и избыточном (пьезометрическом и вакуумметрическом) давлениях.
Метод Лагранжа и метод Эйлера изучения движения жидкости.
Виды движения жидкости
Основные понятия кинематики жидкости (линия тока, трубка тока, жидкая струйка).
Гидравлические характеристики потока. Расход жидкости. Средняя (расходная) скорость.
Уравнение неразрывности для элементарной струйки и потока жидкости при установившемся движении
Вывод дифференциального уравнения движения идеальной жидкости (уравнение движения Эйлера).
Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой жидкости.
Три формы записи уравнения Бернулли. Энергетический смысл уравнения Бернулли.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки вязкой жидкости
Уравнение Бернулли для плавно меняющегося потока вязкой жидкости.
Физический смысл коэффициента Кариолиса в уравнении Бернулли
Геометрический смысл уравнения Бернулли. Гидравлический уклон. Диаграмма уравнения Бернулли.
Два режима движения жидкости. Опыты Рейнольдса.
Турбулентные потоки. Осредненные скорости и напряжения. Пульсационные составляющие. Двухслойная модель турбулентного потока
Потери напора на трение при равномерном движении жидкости. Эпюра касательных напряжений в потоке.
Профиль скоростей при ламинарном движении жидкости в круглой трубе.
Потери напора при ламинарном режиме движения жидкости (формула Пуазейля)
Определение средней (расходной) скорости при движении ламинарного потока в трубе.
Вывод формулы Дарси-Вейсбаха.
Профиль скоростей при турбулентном движении жидкости в круглой трубе. Ламинарный пограничный слой.
Понятие о шероховатости стенок трубы и режиме «гидравлически гладких» труб.
Опыты и графики Никурадзе.
Местные сопротивления. Формула Вейсбаха, понятие о коэффициенте местного сопротивления.
Вывод формулы Борда (потери напора при внезапном расширении).
Простые и сложные трубопроводы. Три задачи расчёта трубопровода.
Основная формула для расчёта трубопроводов.
Решение второй задачи расчёта трубопроводов.
Решение третьей задачи расчёта трубопроводов.
Истечение жидкости из отверстия
Истечение жидкости из насадков
Дифференциальное уравнение установившегося плавно изменяющегося движения жидкости
Основные виды установившегося движения жидкости в открытом русле.
Удельная энергия и её изменения вдоль потока.
Спокойные и бурные потоки. Критическая глубина
Критический уклон
Гидравлически наивыгоднейший профиль
Допускаемые скорости движения воды в каналах
Основные типы задач при расчете каналов