Гидравлика

Конспект лекций

В учебном пособии рассмотрены основные законы и уравнения гидравлики, охватывающие разделы свойств жидкостей, гидростатики, кинематики и динамики жидкостей, гидродинамического подобия и особых случаев течения.

Изложены основные вопросы, направленные на приобретение студентами теоретических знаний и практических навыков по применению основ процессов, протекающих в жидких средах в основном с ориентацией на гидравлические приводы технологического оборудования.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям бакалаврской подготовки 150900 - "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств", 150400 - "Технологические машины и оборудование" и направлению инженерной подготовки 220300 "Автоматизированные технологии и производства" а также может быть полезным при подготовке специалистов по специальностям 151001, 151002, 151003, 150201, 150206, 150802, 220301, 220402 и другим, связанным с теорией жидкости, и гидравлическими приводами различного технологического оборудования.

Содержание

Гидравлика 1

Содержание 2

1. Введение. Основные физические свойства жидкостей и газов. 6

Предмет гидравлики. 7

Краткая история развития. 10

Вводные сведения. 15

Жидкость как объект изучения гидравлики 15

Основные физические свойства жидкостей и газов. 16

Плотность 16

Удельный вес 17

Относительный удельный вес 18

Сжимаемость жидкости 19

Температурное расширение жидкости 21

Растворение газов 22

Кипение 23

Сопротивление растяжению жидкостей 23

Вязкость 24

Закон жидкостного трения – закон Ньютона 25

Анализ свойства вязкости 27

Неньютоновские жидкости 28

Определение вязкости жидкости 29

2. Основы гидростатики. 31

Общие законы и уравнения статики жидкостей и газов. 31

Силы, действующие в жидкостях. 31

Массовые силы 31

Поверхностные силы 33

Силы поверхностного натяжения 33

Силы давления 35

Свойства гидростатического давления 36

Приборы для измерения давления 38

Абсолютный и относительный покой. 42

3. Дифференциальные уравнения равновесия покоящейся жидкости 43

Прямолинейное равноускоренное движение сосуда с жидкостью 45

Покой при равномерном вращении сосуда с жидкостью 47

Основное уравнение гидростатики. 49

Основное уравнение гидростатики 49

Следствия основного уравнения гидростатики 50

Частные случаи интегрирования уравнений Эйлера 50

Покой жидкости под действием силы тяжести 51

Физический смысл основного закона гидростатики 53

Закон Паскаля. 56

Гидростатическое давление. 56

Определение величины и точки приложения силы гидростатического давления, действующего на плоскую поверхность. 57

Сила давления жидкости на плоскую стенку 57

Центр давления 58

Сила давления жидкости на криволинейную стенку 61

Гидростатический парадокс 64

Закон Архимеда. 65

Основы теории плавания тел 65

4. Основы кинематики. 69

Основы кинематики. 69

Виды движения (течения) жидкости 69

Одномерные потоки жидкостей и газов. 72

Траектория, линия тока, элементарная струйка. 72

Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах. 73

Напорное и безнапорное движение жидкости. 73

Гидравлические характеристики потока жидкости. Расход. 73

В гидравлике различают следующие характеристики потока: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, расход, средняя скорость. 73

Модель идеальной (невязкой) жидкости. 76

Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения. 77

Уравнение неразрывности. 78

Уравнение неразрывности для элементарной струйки жидкости 78

Уравнение неразрывности в гидравлической форме для потока жидкости при установившемся движении 79

Дифференциальные уравнения неразрывности движения жидкости 80

Динамика жидкостей Движение жидкости. 85

Дифференциальные уравнения Эйлера для движения идеальной жидкости 85

Преобразование уравнений Эйлера 87

Исследование уравнений Эйлера 87