- •1.Краткая теория развития гидравлики. Понятие науки гидравлики. Методы гидравлических исследований.
- •3.Силы, действующие на жидкость. Понятие давления.
- •4.Основные свойства жидкостей.
- •5.Гидростатическое давление и его свойства.
- •6.Основное уравнение гидростатики. Гидростатический напор.
- •7.Дифференциальные уравнения Эйлера.
- •8.Абсолютное и избыточное (манометрическое) давление. Барометры и манометры
- •9.Вакуум. Пьезометры и вакуумметры.
- •10.Основное уравнение гидростатики. Потенциальная удельная энергия жидкости
- •11.Потенциальный (пьезометрический) напор.
- •12.Силы давления на плоские и кривые поверхности.
- •13.Центр давления.
- •14.Закон Архимеда. Плавание тел.
- •15.Понятие о движении жидкости как непрерывной деформации материальной среды.
- •16.Установившееся и неустановившееся движение жидкости. Напорное и безнапорное течение.
- •17.Линии токов жидкости и вихревые линии. Плавно и резко изменяющееся движение.
- •18.Элементарная струйка, поток жидкости, живое сечение. Гидравлический радиус, расход и средняя скорость.
- •19.Уравнение неразрывности. Понятие расхода.
- •20.Распределение сил в сплошной среде. Объемные и поверхностные силы.
- •21.Уравнение Бернулли для установившегося движения жидкости.
- •22.Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.
- •23.Полный (гидродинамический) напор. Принцип Вентури. Трубка пито.
- •24.Влияние различных факторов на движение жидкости.
- •25.Понятие о гидравлических сопротивлениях, виды потерь напора (местные и по длине). Кавитация
- •26.Касательные напряжения. Обобщенный закон Ньютона.
- •27.Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Критическое число Рейнольдса
- •28.Пульсации скоростей при турбулентном режиме, мгновенная и осредненная местные скорости
- •29.Потери напора по длине при ламинарном равномерном движении жидкости
- •30.Распределение скоростей по живому сечению в цилиндрической трубе при ламинарном режиме. Коэффициент Дарси при ламинарном движении.
- •31.Потери напора при турбулентном равномерном движении жидкости.
- •32.Механизм турбулизации потока: процесс перемешивания. Ядро течения и пристенный слой. Кавитация.
- •33.Полуэмпирические теории турбулентности
- •34.Коэффициент Дарси при турбулентном движении жидкости, экспериментальные методы его определения
- •35.Местные сопротивления, основные их виды.
- •36.Истечение жидкости из отверстий, насадков и из-под затворов
- •37.Гидравлический расчет простых и сложных трубопроводов. Простой трубопровод постоянного сечения
- •38.Соединения трубопроводов. Трубопроводы с концевой раздачей
- •39.Трубопроводы с насосной подачей жидкости. Гидравлический удар
- •40.Понятие объемной гидромашины. Насосы, гидродвигатели. Напор насоса
- •41.Принципиальные схемы объемных гидромашин (огм). Поршневые насосы
- •42.Классификация огм
- •43.Виды возвратно-поступательных и роторных гидромашин
- •44.Основные признаки роторных гидромашин. Основные термины и их определения
- •45.Величины, характеризующие рабочий процесс огм: подача (расход), рабочий объем, давление, мощность, кпд, частота вращения, крутящий момент
- •46.Классификация, конструктивные схемы и принцип действия огм
- •47.Шестеренные насосы с внешним и внутренним зацеплением
- •48.Винтовые машины. Шиберные (пластинчатые) гидромашины однократного и многократного действия
- •49.Радиально-поршневые гидромашины
- •50.Аксиально-поршневые гидромашины, основные их схемы
- •51.Обозначение элементов гидро- и пневмосистем.
- •52.Основные понятия и определения, принцип действия гидроприводов.
- •53.Гидроаппаратура гидропривдов. Гидрораспределители, классификация.
- •54.Гидродроссели и дросселирующие гидрораспределители. Дроссели.
- •56.Струйный гидрораспределитель и гидрораспределитель сопло-заслонка. Гидроклапаны. Типы клапанов: переливной, предохранительный, редукционный. Течения в них. Расчет гидроклапанов.
- •57.Объемное регулирование скорости выходного звена гидропривода. Дроссельное регулирование скорости выходного звена гидропривода при последовательном и параллельном включении дросселя.
- •58.Сравнение способов регулирования гидроприводов.
- •59.Статические характеристики объемного гидропривода с дроссельным регулированием.
- •60.Методы измерения параметров объемных гидроприводов. Измерение давления, расхода, температуры рабочих сред, частоты вращения и крутящего момента.
22.Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.
Для определения геометрического смысла уравнения Бернулли рассмотрим элементарную струйку движущейся жидкости относительно произвольно выбранной плоскости сравнения (рис. 1.16). Выберем три сечения: 1 - 1; 2 - 2; 3 - 3; центры тяжести которых относительно плоскости сравнения 0 - 0 расположены на высотах z1; z2; z3.
В центры тяжести выбранных сечений установим пьезометры и трубки Пито. Трубка Пито - это изогнутая под углом 900 трубка, устанавливаемая отверстием наконечника против течения. Под действием давления жидкость в пьезометрах поднимается на высоту
В трубках Пито, под действием давления и скорости жидкость поднимается выше уровня в пьезометрах на высоту
Как видно, все члены в уравнении Бернулли представляют собой геометрические высоты и имеют размерность длины.
Так как сумма трех членов , z и для идеальной жидкости постоянна вдоль оси струйки, то уровни жидкости в трубках Пито, установленных в различных сечениях будут всегда лежать в одной горизонтальной плоскости, называемой напорной плоскостью, т.е. напорная линия E - E (рис. 2) горизонтальна. В этом состоит геометрический смысл уравнения Бернулли для идеальной жидкости.
Если плавной кривой соединим уровни жидкости в пьезометрах, то получим пьезометрическую линию P - P (рис. 2), которая может подниматься или опускаться, но никогда не пересекается с напорной линией.Сумма трех высот называется полным напором и обозначается Нg, т.е. полный напор представляет собой сумму пьезометрического и скоростного напоров:
С энергетической точки зрения уравнение Бернулли выражает закон сохранения энергии. Полный напор - это полная удельная механическая энергия жидкости в рассматриваемом сечении. Сумма трех членов есть сумма трех удельных энергий: удельной потенциальной энер
гии давления , удельной потенциальной энергии положения z, удельной кинетической энергии . Для идеальной жидкости сумма трех удельных энергий (полный напор) по длине струйки есть величина постоянная.
Реальная жидкость, в отличии от идеальной, обладает вязкостью. При движении реальной жидкости ее вязкость обуславливает сопротивление движению и вызывает потерю части энергии, поэтому полный напор уменьшается по длине струйки. Следовательно, уровни жидкости в трубках Пито будут снижаться по ходу движения. Напорная линия Е - Е, проведенная по этим уровням для вязкой жидкости, будет наклонной, нисходящей. Разность между горизонтальными линиями Е - Е, проведенными на уровне жидкости в трубках Пито в сечениях 1 - 1 и 2 - 2, представляет потери напора на участке между этими сечениями
Таким образом, для реальной жидкости можно записать
Или в развернутом виде
Потери напора, отнесенные к единице длины, выражают величину, которая называется гидравлическим уклоном:
где I - гидравлический уклон; l - расстояние между сечениями 1 - 1 и 2 - 2.Величина гидравлического уклона вдоль струйки может изменяться, так как зависит от потерь напора на различных участках.
Изменение пьезометрического напора, отнесенное к единице длины, называется пьезометрическим уклоном.
где Ip - пьезометрический уклон; l - расстояние между сечениями 1 - 1 и 2 - 2.
Пьезометрический уклон может быть направлен как в сторону движения, так и в сторону, противоположную движению.
Для потока реальной жидкости уравнение Бернулли имеет вид
где v1 и v2 - средние скорости движения жидкости в рассматриваемых сечениях; 1 и 2 - коэффициенты кинетической энергии, величина которых зависит от степени неравномерности распределения скоростей по живому сечению потока.
Коэффициент выражает отношение действительной кинетической энергии Kд, определенной по истинным скоростям движения жидкости, к условной кинетической энергии Kу, определенной по средней скорости потока v: