19

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ»

КАФЕДРА ГІДРАВЛІКИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИВЧЕННЯ КУРСУ ЛЕКЦІЙ

З ДИСЦИПЛІНИ

“ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА РІДИНИ ТА ГАЗУ”

для студентів напряму підготовки 6.060101 «Будівництво» спеціального виду діяльності

«Водопостачання та водовідведення»

Дніпропетровськ – 2011

Методичні вказівки до вивчення курсу лекцій з дисципліни “Технічна механіка рідини та газу” для студентів напряму підготовки 6.060101 «Будівництво» спеціального виду діяльності “Водопостачання та водовідведення” / Журавльова О.А., Дніпропетровськ: ПДАБА, 2011. - 17 с. – укр. мовою.

Дане видання містить у собі методичні вказівки з переліком основних питань та літератури до вивчення теоретичного курсу “Технічна механіка рідини та газу”.

Укладач: Журавльова О.А., старший викладач кафедри гідравліки ПДАБА

Відповідальний за випуск: Шаповал В.Г., доктор технічних наук, професор,

зав. кафедри гідравліки ПДАБА.

Рецензент: Кудрявцев Є.П., к.т.н., доц. кафедри гідравліки ПДАБА

Затверджено на засіданні

кафедри гідравліки

протокол № 2 від 28.09.2011

зав.кафедри гідравліки В.Г.Шаповал

Затверджено на засіданні

методичної ради ДВНЗ «ПДАБА»

протокол № 1(75) від 5.10.2011

ЗМІСТ

Вступ.........................................................................................................3

Загальні методичні вказівки...................................................................3

Питання для перевірки знань…………………………………………..

Рекомендована література....................................................................16

ВСТУП

Метою вивчення дисципліни “Технічна механіка рідини та газу” є вивчення фізичних властивостей рідини та газів, основних законів рівноваги та руху рідини, а також способи застосування цих законів для вирішення інженерних задач. Значна увага при викладанні дисципліни приділяється розгляду фізичної суті процесів, практичному застосуванню теоретичних законів, гідравлічному розрахунку трубопроводів різного призначення.

Знання законів механіки рідини та газу дозволяє вирішувати різноманітні технічні питання в галузі водопостачання, водовідведення, теплогазопостачання та вентиляції.

Завдання вивчення дисципліни – сформувати розуміння значення гідравліки як прикладної науки, її роль в галузі будівництва та експлуатації систем, а також значення гідравлічних розрахунків в процесі проектування.

Отримані знання допоможуть майбутнім спеціалістам вирішувати деякі практичні інженерні завдання.

Загальні методичні вказівки

Тема 1. Фізико-механічні властивості рідини. Гідростатичний тиск.

Визначення рідини. Класифікація рідини. Поняття про щільність, питому вагу, в’язкість, об’ємне стискання та температурне розширення. Ідеальна та реальна рідина.

Гідростатичний тиск та його властивості.

Фізичні властивості рідини

Густина рідини ρ - маса одиниці її об’єму: ρ = , кг/м³.

Питома вага рідини γ являє собою вагу одиниці її об’єму: γ = , Н/м³/.

Зв'язок між питомою вагою та густиною: .

Відносна густина рідини: δ = ,

де ρ_В = 1000 кг/м³ – густина води при температурі 4⁰С.

Стискання рідини - це властивість змінювати об’єм при зміні тиску. Ця властивість рідини характеризується коефіцієнтом об'ємного стискання :

, Па^-1.

Температурне розширення рідини при її нагріванні характеризується коефіцієнтом температурного розширення :

, ⁰С^-1.

В'язкість рідини - це її властивість чинити опір відносному зсуву часток рідини. В'язкість виражається коефіцієнтом внутрішнього тертя або динамічною в'язкістю (Па·с); коефіцієнтом кінематичної в'язкості v (м²/с).

Зв'язок між ними: .

Кінематичну в'язкість можна знайти за значенням умовної в'язкості, яка вимірюється в градусах Енглера: .

Гідростатичний тиск та його властивості

Середнім гідростатичним тиском називається відношення рівнодіючої сили гідростатичного тиску Р до площі площадки : ,

де Р - сили тиску, що діє на площадку.

При зменшуванні площі до нуля середній гідростатичний тиск перетвориться у гідростатичний тиск у точці, або абсолютний гідростатичний тиск: .

Гідростатичний тиск вимірюється в Па = .

Основні властивості гідростатичного тиску:

1. За направленням гідростатичний тиск завжди спрямований по нормалі всередину об’єму рідини.

2. За величиною гідростатичний тиск у будь-якій точці рідини однаковий в усіх напрямках.

Тема 2. Гідростатика. Основне рівняння гідростатики. Відносний рух рідини.

Рівняння рівноваги рідини (рівняння Ейлера) та їх інтегрування.

Основне рівняння гідростатики. Епюри гідростатичного тиску.

Визначення абсолютного тиску. Поняття про манометричний та вакууметричний тиск.

П’єзометрична висота та п’єзометричний напор.

Закон Паскаля.

Відносний рух рідини.

Основне рівняння гідростатики

Основне рівняння гідростатики – це залежність зміни тиску по глибині. Повний або абсолютний гідростатичний тиск у точці дорівнює сумі початкового тиску, який прикладений на вільну поверхню рідини та надлишкового тиску, який створений стовпом рідини висотою :

або ,

де - тиск на вільній поверхні рідини,

- густина рідини,

- прискорення вільного падіння,

- глибина занурення точки.

Якщо р₀ = р_атм - атмосферний тиск, то основне рівняння гідростатики:

.

Різниця між абсолютним і атмосферним тиском називається надлишковим тиском: .

П’єзометрична висота h_p показує надлишковий тиск у точці, де приєднана трубка -п’єзометр. У відкритій посудині h_p = h, тому що р₀ = р_атм, тобто п’єзометрична висота буде дорівнювати глибині занурення точки в рідину.

Висоту підняття води в п’єзометрі відносно площини відліку називають п’єзометричним напором Н_Р:

,

де z – координата відносно площини відліку.

Якщо абсолютним тиск менший за атмосферний, то різниця між атмосферним і абсолютним тиском називається вакууметричним, або вакуумом: .