Конспект лекций по курсу «гидравлика»

для гр (МСХ, НТС,ТМД,СПД, ИСД)

Раздел механики, который занимается изучением равновесия и движения жидкости, а также взаимодействия жидкости с твердыми телами, называется гидромеханикой.

Гидравлика – раздел гидромеханики, который занимается теми же вопросами, но в применении к решению задач.

Жидкость и ее свойства.

Жидкостью называют физическое тело, обладающее текучестью, не имеющее своей формы и принимающее форму сосуда, в котором находится.

Жидкости подразделяются на:

Капельные	Газообразные
1.малая сжимаемость 2.крайне малые сопротивления растягиванию и касательным усилиям 3.образуют свободную поверхность	1.большая сжимаемость 2.большое сопротивление растягиванию и касательным усилиям 3.не образуют свободной поверхности.

Несмотря на эти различия, капельные и газообразные жидкости описываются одними уравнениями, если скорость их движения ≤0,5 скорости звука

Текучесть – основное физическое свойство жидкость – способность изменять свою форму, не дробясь, под действием сколь угодно малых сил.

1. плотность: ρ – основная механическая характеристика жидкости. Плотностью называется масса жидкости, заключенная в единице объема.

γ – удельный вес жидкости

, где

G – вес жидкости;

δ – относительная плотность,

2. сжимаемость – свойство жидкости изменять объем при изменении давления. Характеризуется коэффициентом .

знак "-" объясняет изменение объема при изменении давления (при повышении давления объем уменьшается).

Величина обратная представляет собой объемный модуль упругости К.

, таким образом, при увеличении давления на 1Мпа объем воды уменьшается на , что весьма незначительно.

Сжимаемость жидкости следует учитывать при очень высоких давлениях и при упругих колебаниях.

3. Температурное расширение – характеризуется коэффициентом объемного расширения , который представляется собой относительное изменение объема при изменении температуры на 1°С

4. Объемная прочность. Капельная жидкость, согласно молекулярной теории, может иметь высокой сопротивление растяжению.

- теоретически

- тщательно очищенная и дегазированная жидкость

- реальная жидкость (из-за содержания твердых частиц и газа)

5. Поверхностное натяжение.

На поверхности жидкости действуют силы поверхностного натяжения, стремящиеся придать жидкости сферическую форму, однако это проявляется только при малых объемах или в трубках малого диаметра, вызывая при этом подъем или опущение жидкости "h" (свойство капиллярности)

6. Вязкость – свойство жидкости сопротивляться скольжению слоев относительно друг друга. Это приводит к тому, что в жидкости при движении возникают касательные напряжения.

Профиль скоростей для течения вязкой жидкости вдоль стенки

Согласно гипотезе Ньютона (1686г.), подтвержденной в 1882г. Профессором Петровым, касательные напряжения в жидкости зависят от рода жидкости и характера течения.

, где

- поперечный градиент скорости;

- динамический коэффициент вязкости [Па·с]

Также применяется кинематический коэффициент вязкости:

при увеличении температуры вязкости жидкостей уменьшается, а газов увеличивается. Это связано с тем. Что жидкости молекулы расположены ближе, чем в газах, а вязкость обусловлена силами молекулярного притяжения. При увеличении температуры эти силы уменьшаются.

°Е – градусы Енглера – отношение времени истечения жидкости через отверстие Ø2,3 мм ко времени истечения того же объема дистиллированной воды при t=20°С.

Вязкость жидкости проявляется только при ее движении. В покоящейся жидкости этого свойства нет.

7. парообразование (испаряемость) – это свойство жидкости изменять свое агрегатное состояние, то есть переходить в газообразное состояние. Характеризуется

8. смазывающая способность – свойство жидкости уменьшать трение.

Понятие идеальной жидкости

Идеальной называют жидкость, у которой отсутствует свойство вязкости.