1. Плотность и удельный вес жидкости. Приборы для определения плотности.

Интенсивность распределения массы по объему характеризует величина, к-ю наз-ют плотностью.

Плотность жидкости: ρ=m/V (кг/м³)

Плотность измеряется, как правило, при t=20 ⁰C

удельный вес – это отношение веса ж к объеиу, к-ый она занимает γ= = =ρg, g=9,81 м/c²

Плотность ж измер-ся ареометрами и пикнометрами.

Пикнометр – коробочка фиксированного объема. Она взвешивается на аналитических весах дважды: пустая и заполненная. Разность масс позволяет вычислить массу жидкости в этом объеме.

Ореометр – два спаянных между собой постутелых стеклянных цилиндра.

2. Вязкость жидкости. Приборы для измерения вязкости.

Вязкость это физическое свойство жидкостей, характеризующее их сопротивляемость к скольжению и сдвигу.

3 вида вязкости:

1. Динамическая вязкость. Характеризуется коэффициентом динамической вязкости η (Па*с) называется Пуазелем.

2. Кинематическая вязкость – отношение динамической вязкости к плотности жидкости при той же температуре. ν = h/ρ (м²/с)

3. Условная вязкость. ВУ⁰ - безразмерная величина, представляющая собой отношение времени истечения испытуемой жидкости через калиброванное отверстие вискозиметра 200мл. При t испытаний ко времени истечения дистиллированной воды. ВУ⁰ = t1 / t2

Вязкость ж. измер-ся с помощью вискозиметра (В) Они подраздел-ся на капиллярные В, В истчения, шариковые В, ротационные и ультразвуковые.

3. Силы, действующие в покоящейся жидкости.

Сила – это мера взаимодействия тел (ж, огранич-е поверх-ти). В гидравлике рассм-ся внутренние и внешние силы.

1. Внутренние силы упругости – силы взаимодействия между частицами.

2. Внешние силы – силы приложенные к частицам жидкости со стороны других тел.

1). массовые силы – пропорциональны массе жидкого тела. К ним относятся собственный вес жидкости и сила инерции переносного движения.

2). Поверхностные силы – силы приложенные к той или иной поверхности, ограничивающей рассматриваемый объем жидкости: атмосферное давление, давление других твердых или газообразных тел, которые соприкасаются с этой поверхностью.

4. Приборы для измерения давления.

Атмосферное, избыточное давления и давление вакуума по типу измерит-го прибора соответственно наз-ся – барометрическим, манометрическим и вакуумметрическим.

Пьезометр (пьезо –давлю) – простейший прибор для измер-я давления. Он представляет собой стеклянную трубку (d=5-12мм), верхний конец к-й сообщен с атмосферой, а нижний конец присоединен к сосуду в точке, где измер-ся р. Рис. h- выс ж в пьезометре или пьезометрическая высота.

Давление в т. А можно определить с помощью основного ур-я гидростатики: р_А=р_а+ρgh, р_{изб А}=p_A-p_a=ρgh, p_изб= ρgh. Избыт-е давление в т. А уравновеш-ся давлением, к-е создает столб ж в пьезометре. Р_{изб А}= =ρgh. Между величинами р_изб и h существуют взаимно – однозначное соответствие. Поэтому высотой столба ж в пьезометре можно измерять избыт-е давление. При малых р выс столба измер-ся только в мм рт ст.

5. Основное уравнение гидростатики.

Абсолютное гидростатическое давление в любой точке однородной покоящейся жидкости, имеющей открытую свободную поверхность равно сумме атмосферного давления и произведения объемного удельного веса жидкости на глубину погружения этой точки.

Pабс = Pатм + ρgh

ρg – объемный удельный вес

6. Определение силы гидростатического давления жидкости на плоские поверхности.

Сила давления жидкости на плоскую поверхность равна произведению гидр. давления в центре тяжести поверхности на площадь этой поверхности.

Pабс = (Pа + ρgh_c)S

h_c – координата центра тяжести.

7. Определение силы гидростатического давления на криволинейную поверхность.

tga = Pz / Px

а = arctg (Pz / Px)

8. Порядок построения эпюры гидростатического давления.

Эпюра – графическая фигура, которая представляет собой распределение гидростатических давлений на плоские и криволинейные поверхности.

9. Определение силы гидростатического давления жидкости на днище цилиндрического резервуара.

Сила давления жидкости на плоскую поверхность равна произведению гидр. давления в центре тяжести поверхности на площадь этой поверхности.

Pабс = (Pа + ρgh_c)S

h_c – координата центра тяжести.

10. Выталкивающая сила гидростатического давления. Закон Архимеда. Условие плавания тел.

Плавучесть тв. тела обуславливается наличием выталкивающей силы гидростатического давления, приложенного к данному телу со стороны жидкости.

От соотношения этой силы и веса тела зависит положение, в котором будет находиться это тело в жидкости.

Закон Архимеда: на тело погруженное в жидкость действует выталкивающая сила гидростатического давления, равная весу жидкости в объеме вытесненном погружаемым телом.

Rарх = ρ_жgV

3 случая: 1. ρ_тела = ρ_{жидкости -} безразличное состояние. 2. ρ_тела > ρ_{жидкости} – тело тонет

3. ρ_тела < ρ_{жидкости} – тело всплывает

11. Поток жидкости. Живое сечение потока.

Поток жидкости – объем движущейся жидкости, ограниченной полностью или частично твердыми стенками.

Потоки бывают: безнапорные(реки, каналы), напорные (трубопровод), гидравлические(ограниченные другой жидкостью или газом).

Площадь живого сечения – площадь, перпендикулярная к линии тока (ω).

R=ω/A= πr² / 2πr = r / 2

A-смоченный периметр

R-гидравлический радиус

12. Смоченный периметр.

Смоченный периметр – часть периметра живого сечения, по которому поток соприкасается с ограничивающими его стенками (А).

R=ω/A= πr² / 2πr = r / 2

R-гидравлический радиус

ω – площадь живого сечения потока

13. Гидравлический радиус.

Гидравлический радиус – отношение площади живого сечения к смоченному периметру.

R=ω/A = πr² / 2πr = r / 2

14. Средняя скорость, расход жидкости.

Средняя скорость – фактическая скорость при которой данное сечение пропускает кол-во жидкости, равное действительному расходу в этом сечении.

Расход жидкости – кол-во жидкости протекающее через живое сечение потока в единицу времени.

3 вида расхода:

1. Объемный – отношение объема ко времени. Qоб = V / t (м³/с)

2. Массовый Qм = m / t (кг/с)

3. Весовой Qв = G / t (Н / с)

15. Уравнение неразрывности потока.

При установившемся течении жидкости несмотря на изменение скоростей и площадей живых сечений по длине потока, расход остается постоянным.

Q=υ₁ω₁= υ₂ω₂=… υ_nω_n=const

16. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости.

Для любого сечения установившегося потока идеальной жидкости полная удельная энергия равна сумме удельной энергии положения, удельной энергии давления и удельной кинетической энергии и есть величина постоянная.

z + P/ρg + υ²/2g = const

z-геометрическая высота

P / ρg - пьезометрическая высота

υ²/2g - скоростная высота (напор)

Все части уравнения имеют линейную размерность – метр.

17. Геометрический смысл уравнения Бернулли.

z₁+P₁/ρg + υ²₁/2g = z₂ + P₂/ρg + υ²₂/2g = E = const

Для установившегося потока идеальной жидкости полная удельная энергия жидкости сохраняет постоянное значение вдоль потока.

18. Энергетический смысл уравнения Бернулли.

Для любого сечения установившегося потока идеальной жидкости полная удельная энергия равна сумме удельной энергии положения, удельной энергии давления и удельной кинетической энергии и есть величина постоянная.

z + P/ρg + υ²/2g = const

z-геометрическая высота

P / ρg - пьезометрическая высота

υ²/2g - скоростная высота (напор)

Все части уравнения имеют линейную размерность – метр.

С точки зрения энергетического смысла каждый член уравнения представляет собой определенный вил энергии:

z- удельная потенциальная энергия положения

P / ρg - удельная потенциальная энергия движения

υ²/2g - удельная кинетическая энергия.

z₁+P₁/ρg + υ²₁/2g = z₂ + P₂/ρg + υ²₂/2g = E = const