Тема 6. Основные уравнения гидрогазодинамики (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,028 з. Е. / 1 ч)

Уравнение сохранения массы. Уравнение баланса энергии. Уравнение энергии для струйки несжимаемой и сжимаемой жидкостей* [1, 3, 6].

Тема 7. Уравнения движения идеальной жидкости и газа (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,056 з. Е. / 2 ч)

Баротропные течения. Уравнения движения в форме Лемба-Громеки. Условия существования интегралов энергии. Интегралы Бернулли, Эйлера и Коши-Лагранжа. Понятие напора (геометрический, пьезометрический и скоростной напор). Ограничения на скорости движения жидкостей и газов*. Следствия из уравнений Бернулли: истечение жидкости из открытого и закрытого сосуда. Формула Торричелли. Уравнение Бернулли для относительного движения*. Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения. Способы определения скоростей и давления в движущейся жидкости. Трубка Пито*. Образование вихрей. Теоремы Томпсона и Лагранжа. Бароклинная жидкость (примеры возникновения вихрей) * [1, 3, 4].

Тема 8. Уравнения Навье-Стокса (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,042 з. Е. / 1,5 ч)

Связь тензора напряжений с тензором скоростей деформаций. Обобщенная гипотеза Ньютона. Уравнения Навье-Стокса. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах. Диссипация и перенос энергии. Уравнение переноса теплоты*. Динамическая и объемная вязкость. Слоистые движения вязкой жидкости (течения в каналах, трубах) *. Число Рейнольдса. Определение потерь в трубах. Уравнение Бернулли для трубки тока конечных размеров для простых течений*. Элементарная теория смазки [1, 3‑5].

Тема 9. Основные законы моделирования (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,042 з. Е. / 1,5 ч)

Метод анализа размерностей. Пи-теорема. Геометрическое, кинематическое и динамическое подобия. Математические модели и использование ЭВМ*. Физические модели. Критерии гидромеханического подобия. Основные правила гидромеханического моделирования. Моделирование изотермических и неизотермичеоких процессов. Тепловое и диффузионное подобие. Частные законы гидродинамического подобия*. Определение коэффициентов Кориолиса и Буссинеска*. Определение местных и путевых потерь*. Расчет простых и сложных трубопроводов. Определяющие и неопределяющие критерии. Моделирование устойчивости струи. Моделирование движения жидкости в напорных трубопроводах, открытых руслах, сооружениях, гидропневмосистемах и гидромашинах*. Планирование экспериментальных исследований. Методы и приборы для измерения глубин, давлений, скоростей, расходов, частот вращения, мощности, концентрации и т. д. Измерение мгновенных скоростей и давлений. Обработка экспериментальных данных и определение характеристик объектов [1, 3‑5].

Раздел 3. Одномерное течение несжимаемой жидкости (аудиторные – 0,334 з. Е. / 12 ч, ср – 0,222 з. Е. / 8 ч)

Тема 10. Виды записи уравнения энергии (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,042 з. Е. / 1,5 ч)

Уравнение Бернулли для одномерного потока. Физический смысл членов уравнения*. Примеры практического применения*. Потери механической энергии в гидравлических сопротивлениях. Общая природа гидравлических сопротивлений*. Одномерная модель и приведение к ней плавноизменяющихся течений. Обобщение уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости. Гидравлические сопротивления, их физическая природа и классификация. Структура формул для вычисления потерь удельной энергии (напора)* [1, 3, 6].

Тема 11. Равномерное движение жидкости (аудиторные – 0,056 з. Е. / 2 ч, ср – 0,042 з. Е. / 1,5 ч)

Основная формула равномерного движения. Сопротивления по длине, основная формула потерь*. Данные о гидравлическом коэффициенте трения. Зоны сопротивления. Ламинарный поток в трубе и приведение его к одномерной модели. Турбулентное течение в трубах, физическая природа турбулентных напряжений и их представление на основе полуэмпирических теорий. Профиль скоростей, концентрация вещества и температуры. Зоны гидродинамического сопротивления*. Законы распределения скоростей и сопротивление при турбулентном течении жидкости в трубах*. Наиболее употребительные формулы для гидравлического коэффициента трения* [1, 3, 4].