- •1 Давление. Понятие, виды. Определение давления в покоящейся жидкости.
- •5 Гидравлические сопротивления. Виды. Расчет потерь напора.
- •10.Водосливы.Понятия,типы.Основное расчетное уравнение.
- •11.Гидравлический прыжок.Понятие,виды.Определение параметров прыжка.
- •12.Виды сопряжения потоков в нб.
- •14.Сопрягающие сооружения. Назначения, виды, конструктивные элементы.
- •16.Основ.Параметры насоса
- •17. Механические характеристики насосов. Понятие, графическое изображение, применение
- •18. Определение расчетных параметров, выбор насоса
- •19. Анализ работы насоса на внешнюю сеть
- •20. Системы и схемы водоснабж-я снп: понятие, классиф, состав сооруж
- •21Водопотребление.Основные водопотребители в с/х,нормы водопотр-я,режим водопотр-я,опред-е расчет.Расходов
- •22.Выбор источника водоснабжения.Определение запасов воды в источнике.Требования по качеству хоз.-пит.Воды
- •23.Использование подземн.Водоисточников.Условия залегания подземн.Вод,их св-ва.Соор-я для добывания подз.Вод.
- •24.Использование поверх.Ист-в.Выбор место положения водозабора.Типы водозаборов,особенности.
- •25.Основные способы транспортирования воды.Трассировка водопровод.Сетей
- •26.Составление расчетной схемы водораспредил.Сети.Гидравлич.Расчет сетей.
- •27.Трубы,применяемые в с/х.Водоснабжении.Преимущества и недостатки стальных,полиэтилен.Труб.
- •29.Водонапорные башни.Конструктивные элементы.Определение высоты и емкости. Опред. Высоты башни и емкости рез-ра.
- •3 Блок.
- •8.Что такое двухстадийное и одностадийное проектирование? Когда их целесообразно применять?
- •4 Блок.
1 блок
1 Давление. Понятие, виды. Определение давления в покоящейся жидкости.
Силы действующие в жидкости можно разд-ть на 2 гр-пы: массовые и поверхностные.
Массовые силы - это силы, дейс-ие на каждую частицу, состав-е рассм-й объем. Они пропорциональны массе жидкости. К ним относятся силы тяжести, силы инерции. В случае однородной жидкости (р = соnst) массовые силы будут пропорциональны также объему жидкости. К ним относятся объемный вес жидкости и силы инерции. Силы инерции возникают тогда, когда жидкость, находящуюся в относительном покое, помещают, например, в движущуюся цистерну или вращающийся сосуд.
Поверхностные силы - это силы действующие на каждый элемент поверхностей, ограничивающих жидкость в проведенных произвольно внутри нее. К ним относится нормальные к поверхности силы давления р и касательные к поверхности силы трения Т, возникающие при движении жидкости. Под действием этих сил жидкость наход-я в напряж.состоянии,котрое в кажд.точке характер-ся величиной давления.
На схеме показана ограниченная поверхность площадью S, на площадку dS действует сила dP. Среднее ГСД выражается формулой dр/dS=р.Един.измер.[ПА]=[Н/м2]
Гидростатическое давление характеризуется следующими основными свойствами;
1.гидростатическое давление всегда направлено внутрь рассматриваемого объема нормально к площадке действия.
2.гидростатическое давление в любой точке жидкости одинаково по всем направлениям.
3.С учетом изложенного выше Гидростатическое давление в точке зависит только от ее положения в пространстве, т.е. р=f(x.y.z)
Виды давления:1.Абсолютное давление рабс=рм+ратм
2.Вакуметрическое давление рв=ратм-рабс
3.Мануметрическое давление (рм = -рв) – избыточное давление
.
Pабс=Ро+ρgh, где ρgh- давление столба жидкости высотой h-основное ур-е гидростатики
Силу гидростатического давления можно определить графически с помощью эпюры давления(график изменения гидростатического давления в зависимости от глубины).
2. Виды движения жидкости.Распределение скоростей по сечению потока.Определение расхода. 2 основных вида движения жидкости:неустановившиеся и установившиеся.
При установ.дв-иискорость движения частицы u, давление р являются формулами от координат движущ.частицы и не зависят от времени, т.е. u=f1(x,y,z) p=f2(x,y,z)
На схеме 1 кривая m1 в т.1 имеет скорость u1,в т.2 – u2. Кривая m2 в т.1 имеет скорость u1,в т.2 – u2. Т.е. траектория их движения совпадает,скорости не меняются во времени. Примеры:дв-е жид-ти в трубах при пост.напоре,дв-е жидк-ти в реках и каналах при пост.уровне своб.пов-ти,истечение жид-ти из отверстий в баке при пост.напоре.
Неуст-ся движением жидкости называется такое движение, при котором в каждой данной точке основные элементы движения жидкости – скорость движения и и гидродинамическое давление р – постоянно изменяются, т.е. u=f1(x,y,z,t) p=f2(x,y,z,t)
На схеме 2 в некот.момент времени част. m1 имеет скорость u1 в т.1, а в др.момент времени в этой же точке част. m2 имеет скорость u2.
Примером может быть истечение топлива из крана бензобака при его опоражнении, а также движение вод в реке при прохождении паводка.
Устан.дв-е м.б. равномерным и неравном.. При нерав.жив.сеч-е,uср и p изм-ся по длине потока.
Эпюра при нер.дв-ии
При рав.дв-ии жив.сеч-е,uср и p не изм-ся по длине потока.
Эпюра при равн.дв-ии
По возд-ию давл. на поток движение делится на напорное и безнапорное. Напорное - движ жидкости, осуществляется под воздействием гидродинам. давл и силы тяжести и не имеет свободной пов-ти, т.е. ограждающая по своему периметру стенками.
Безнап-ое – осущ-ся при воздействии только силы тяжести и имеет свободную поверхность.
Расходом называют объем жидкости, проходящей через данное живое сечение за единицу времени.Для элементарной струйки с равномерным распределением скоростей и по живому сечению получим: dQ=ud.
Для конечного результата вводим понятие средней по живому сечению скорости в данном живом сечении площадью и тогда расход можно выразить Q= .Q = м3/сек
3. Уравнение неразрывности. Физический смысл, применение Для того чтобы вывести Уравнение неразрывности установившегося движения жидкости для элементарной струйки и потока жидкости начертим след.схему.
В замкнутый контур элемен.струйки dw1 войдет кол-во жид-ти равное u1dw1.В замкнутый контур dw2 войдет кол-во жид-ти равное u2dw2. В dw3 – u3dw3.Согласно условиям сплошности жид-ти, т.е. с течением времени изменения (увеличение или уменьшение)ее массы в данном объеме не произойдет и свойствам элементарной жидкости имеем: u1dw1= u2dw2= u3dw3= u4dw4=const. Это выражение явл-ся Уравнением неразрывности установившегося движения жидкости для элементарной струйки.
Для потока жидкости через сечения 1-1,2-2,3-3 пройдут расходы Q1=w1*v1= Q2=w2*v2= Q3=w3*v3. Т.к. для всех живых сечений данного потока величина Q постоянна имеем w1*v1= w2*v2= w3*v3= Q=const Это выражение явл-ся Уравнением неразрывности установившегося движения жидкости для потока жид-ти.
4.Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Физический смысл применения в практике. Рассмотрим движущейся поток реальной жидкости, для чего выделим в нем отсек от сечения 1-1 до сечения 2-2, выбранный отсек попробуем описать уравнением Бернулли.
С геометрической точки зрения члены уравнения Бернулли называются:
-скоростной напор, м (v1 и v2 - средние скорости потока в сечениях, α₁ и α₂ - коэффициент Кариолиса,учитывающий неравномерность распределения скоростей по сечению);
- пьезометрический напор, м (p1 и p2 – давление в сечениях);
z1 и z2 - геометрические высоты положения центров тяжести сечений 1 и 2.
Все члены уравнения имеют линейную размерность.
Энергетическая или физическая сущность уравнения заключается в том, что оно выражает закон сохранения энергии: представляет собой сумму потенциальной и кинетической удельных энергий, таким образом, и - удельная кинетическая энергия в соответствующих сечениях потока; и - удельная потенциальная энергия давления в соответствующих сечениях, которая зависит от высоты столба жидкости в пьезометре, находящимся над центром тяжести сечения; z1 и z2 – удельная потенциальная энергия положения. Сумма выражает полную удельную энергию жидкости и называется полным гидродинамическим напором. Величина h1-2=H1-H2 характеризует потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений.
Уравнение Бернулли в практике применяется при расчете гидравлически длинных и коротких трубопроводов, а также при расчете др. труб. С помощью уравнения Бернулли рассчитывают напор труб, потери напора и др необходимые величины.