3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса

Модуль 1. Общие законы и уравнения статики и динамики жидкостей и газов ‑ (аудиторные – 0,835 з. е. / 30 ч, СР – 0,666 з. е. / 24 ч)

Раздел 1. Кинематика жидкой среды (аудиторные – 0,167 з. е. / 6 ч, СР – 0,222 з. е. / 8 ч)

Тема 1. Введение (аудиторные – 0,056 з. е. / 2 ч, СР – 0,056 з. е. / 2 ч)

Введение. Предмет гидрогазодинамики. Объект изучения, физическое строение жидкостей и газов. Основные методы решения задач гидрогазодинамики. Краткие исторические сведения о развитии науки*. Законы сохранения, используемые в механике жидкости. Примеры гидромеханических задач из различных отраслей техники. Значение гидрогазодинамики в теплоэнергетике и теплотехнологии [1, 3].

Тема 2. Основные физические свойства жидкостей и газов (аудиторные – 0,056 з. е. / 2 ч, СР – 0,056 з. е. / 2 ч)

Гипотезы сплошной среды и их следствия. Плотность, объемные и поверхностные силы. Сжимаемость. Текучесть. Законы вязкого трения. Идеальные жидкости и газы. Давление, температура. Уравнения состояния. Элементы термодинамики и молекулярно-кинетической теории*. Неньютоновские жидкости. Растворимости газов в жидкостях. Смеси. Особые свойства воды*. Стандартная атмосфера [1, 3].

Тема 3. Кинематика (аудиторные – 0,056 з. е. / 2 ч, СР – 0,111 з. е. / 4 ч)

Кинематика течения. Способы задания движения сплошной среды. Линейные деформации (основные свойства). Абсолютное и относительное перемещение. Малые деформации, теорема Коши-Гельмгольца. Связь между эйлеровым и лагранжевым способами задания движения*. Тождественность тензоров деформации при эйлеровом и лагранжевом методе задания движения в случае малых деформаций*. Связь между тензором деформации и тензором скорости деформации, тензором поворота и тензором вращения*. Понятие о линиях и трубках тока. Ускорение жидкой частицы. Расход элементарной струйки и расход через поверхность. Уравнение неразрывности (сплошности) в разных формах. Общий характер движения и деформаций жидких частиц, разложение сложного движения на составляющие; вихревое и безвихревое (потенциальное) движения. Вихревое движение. Теорема Стокса. Потенциал скорости. Функция тока [1, 3].

Раздел 2. Законы сохранения и основные уравнения гидрогазодинамики (аудиторные – 0,334 з. Е. / 12 ч, ср – 0,222 з. Е. / 8 ч)

Тема 4. Уравнение движения в напряжениях (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,028 з. Е. / 1 ч)

Силы, действующие в жидкостях; напряжения поверхностных сил*; напряженное состояние*. Общее уравнение баланса, его физический смысл. Напряженное состояние жидкой среды. Нормальные и касательные напряжения, их совокупность, выражаемая тензором*. Уравнение движения в напряжениях [1, 3, 6, 7].

Тема 5. Гидростатика (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,028 з. Е. / 1 ч)

Основные понятия. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред. Уравнения Эйлера. Основная формула гидростатики; распределение давления в покоящемся газе. Относительное равновесие жидкости. Два способа выражения и отсчета давления*. Термостатический напор. Расчет отопительных систем. Понятие о силах давления. Гидростатический закон давления. Равновесие атмосферы, распределение давления по высоте*. Равновесие при тепломассопереносе. Распределение сил давления на плоской твердой стенке в жидкости. Главный вектор и главный момент сил давления в случае криволинейной стенки. Плавание тел в жидкости (газе) *. Закон Архимеда. Условия на границах раздела. Капельные жидкости. Поверхностное натяжение. Уравнение Лапласа. Капиллярность жидкостей. Условия на границах раздела при учете капиллярности. Устойчивость равновесия. Устойчивость равновесия в условиях теплообмена* [1, 3, 5].