40. Геометрическая и физическая сущность уравнения Бернулли.

Геометрический смысл уравнения Бернулли показан на рис. 10:сумма четырех высот z, h_p, h_v, остается неизменной во всех точках потока.

В первом сечении гидродинамический напор пусть равен H₁. По ходу движения потока часть напора H₁ необратимо потеряется из-за проявления сил внутреннего трения жидкости и во втором сечении напор уменьшится до Н₂ на величину потерь напора .

Уравнение Бернулли для жидкости в самом простейшем виде записывается так: Н₁=Н₂+ , т.е это уравнение для двух сечений потока в направлении его течения, выраженное через гидродинамические напоры и отражающие закон сохранения энергии при движении жидкости.

Уравнение Бернулли в традиционной записи получим, если в последнем равенстве раскроем значения гидродинамических напоров Н₁ и Н₂:

При использовании обозначений пьезометрического h_p и скоростного h_v напоров уравнение Бернулли можно записать так:

Энергетический смысл уравнения Бернулли заключается в том, что оно отражает закон сохранения энергии: сумма потенциальной z+ h_p, кинетической v²/2g энергии и энергии потерь остается неизменной во всех точках потока.

40. Принцип действия гидравлического пресса.

Гидравлический пресс применяется для получения больших усилий, которые необходимы, для прессования или штамповки металлических изделий.

Принципиальная схема гидравлического прсса показана на рис. Он состоит из двух цилиндров – большого и малого, соединенных между собой трубкой. В малом цилиндре имеется поршень диаметром d, который приводится в действие рычагом с плечами a и b. При движении малого поршня вниз он оказывает на жидкость давление p, которое по закону Паскаля передается поршню диаметром D, находящемуся в большом цилиндре.

При движении вверх поршень большого цилиндра прессует деталь с силой F₂. F₂=F₁/d²*D²

40. Основные элементы потока: живое сечение, расход, средняя скорость, смоченный периметр.

Живым сечением называется поверхность, в каждой точке которой скорости частиц жидкости направлены по нормали. В общем случае живое сечение имеет форму криволинейной поверхности. Для параллельно- струйного и медленно изменяющего движения живое сечение будет плоским.

Объемным расходом Q (м3/с, л/с) называется объем жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Количество протекающей жидкости можно измерять также в единицах веса (весовой расход - G, Н/с) или массы (массовый расход – М, кг/с).

Средняя скорость потока - это такая скорость, с которой если двигались бы все частицы жидкости., то расход через рассматриваемое живое

сечение потока был бы равен истинному расходу, имеющему место при реальном распределении скоростей.

Смоченный периметр (м)- это часть периметра живого сечения потока, где жидкость соприкасается с твердыми стенками. Например, на рис. 7в величиной является длина дуги окружности, которая образует нижнюю часть живого сечения потока и соприкасается со стенками трубы.

40. Элементарная струйка и ее свойства при установившемся движении.

Установившимся движением называется такой вид движения, при котором скорость U и давление P в данной точке не меняются с течением времени, а зависят только от положения рассматриваемой точки, являясь функцией координат:

При неустановившемся движении:

Элементарная струйка. Если в движущейся жидкости взять элементарный замкнутый контур и в данный момент через все точки его провести линии тока, то образуется поверхность, называемая трубкой тока. Часть жидкости, заключенная внутри трубки, называется элементарной струйкой (рис.2.12), которая при установившемся движении обладает следующими свойствами: а) имеет постоянную форму, так как линии тока с течением времени не меняются; б) частицы жидкости данной струйки не проникать в соседние струйки наоборот, т.е. элементарная струйка “непроницаема”; в) скорость частиц во всех очках данного поперечного сечения струйки принимается одинаковой ввиду бесконечно малого поперечного сечения.

Для элементарной струйки расход через живое сечение dω будет dQ=UdS

Расход всего потока через данное живое сечение А равен сумме расходов всех элементарных струек.

Тогда, согласно определению, средняя скорость U будет

40. Какие типы гидравлических сопротивлений вы знаете? По какой причине появляются сопротивления по длине потока? На что затрачивается энергия при прохождении жидкости через местные гидравлические сопротивления?

Потери напора (давления) делят на два вида:

потери напора по длине потока – hl ;

местные потери – hм, которые возникают при изменении конфигурации потока, деформации эпюры распределения скоростей, завихрениях, что приводит к дополнительному расходу энергии. Например, краны, повороты, диафрагмы, клапаны и т.д. Суммарные потери будут

Сопротивления по длине потока появляются из-за трения, шероховатости, вязкости.

Местные потери напора h_м возникают в местах резкой деформации потока: на поворотах труб, в местных сужениях или расширениях, тройниках, крестовинах, в кранах, вентилях, задвижках.