Мета вивчення дисципліни та завдання курсу.
Предмет механіки рідини та газу.
Розвиток гідромеханіки та її значення в
науково-технічному прогресі.
МЕТА: Ознайомлення з питаннями загальної гідравліки крапельних рідин, що знаходяться у стані спокою чи рухаються в трубопроводах, каналах, руслах, через отвори і насадки.
ЦІЛІ І ЗАВДАННЯ: Отримання вмінь і навичок з предмету загальної гідравліки крапельних рідин, навчитися на протязі курсу Технічної механіки ,визначати коефіцієнти витрат, тертя в місцевих опорах і по довжині.
ПРЕДМЕТ: Технічна механіка рідини та газу , або гідравліка, це: - прикладна наука ,яка вивчає закони рівноваги і руху рідини і газів та розробляє на підставі теорії і дослідів методики застосування цих законів до розв’язання задач інженерної практики в різних галузях промисловості.
Назва «Гідравліка походить від сполучення грецьких слів хюдор – вода і аулос – труба, жолоб.
Розвиток гідромеханіки та її значення.
Головні області застосування гідравліки – це гідротехніка і меліорація, водопостачання і водовідведення , гідроенергетика, водний транспорт , автомобільні і залізничні шляхи, машинобудування , авіація, кораблебудівницство, теплотехніка, гідро пневмоавтоматика, атомна енергетика та інше.
Засновником гідравліки вважається сіракузький математик Архімед(287 – 212 р до н. е.), працями якого закладені основи вчення про рівновагу рідини.В різні часи питаннями гідравліки займалися такі видатні вчені як Леонард да Вінчі(1452-1519), Г.Галілей(1564-1642), Б.Паскаль(1623-1662) і врешті І. Ньютон(1642-1727)
На цьому закінчується важливий етап розвитку гідравліки.Недивлячись на прості прийоми , використані при доведенні основних законів, вони були сформульовані настільки точно, що не змінилися і до нашого часу.
Для гідравліки принципове значення має фундаментальний закон природи відкритий М.В.Ломоносовим – закон збереження речовини та енергії. Таке ж значення має рівняння нерозривності руху, це не що інше, як закон для механічного руху рідин та газів. У 1738р у своїй роботі « Гідромеханіка, або нотатки про сили руху рідини» Бернуллі сформулював закон руху рідини, в якому у математичному вигляді дав зв'язок між тиском у рідині і швидкістю руху її частинок.В той самий проміжок часу Ейлер дав чітке визначення тиску в рідині і в перше отримав диференціальне рівняння рівноваги руху нев’язкої рідини. Але час йшов і наука продовжувала розвиватися разом з ним.
І наступним етапом розвитку гідравліки стає другу половина XV111 ст. та більша половина X1X ст.У цей період , накопичується значний дослідний матеріал і швидко розвивається прикладна гідромеханіка, в якій визначну роль відіграють роботи Дарсі, Дюпої, Пуазейля, Гагена , Базена , Беланже.Паралельно розвивається і теоретична гідромеханіка, в яку внесок роблять Лагранж, Нав’є, Сен – Венан та ін.Також велике значення для науки мали праці Громеки- теорія вихрового руху, Шухова – з досліджень руху рідини великої в’язкості , Стокса і Рейнольдса – у ряді галузей гідромеханіки.
Далі розвиток гідравліки охоплює кінець X1X початок XX ст.котрий характеризується чисельними дослідженнями та розробками Петрова та Жуковського.
Особливо бурхливий розвиток гідромеханіки розпочався паралельно з розвитком промисловості.Перед вченими поставали ряд питань , розробкою яких займалися великі колективи наприклад на чолі з ак.Павловським – основи теорії руху ґрунтових вод, Крилов – про плавучість і остійність корабля, Проскури- пропелерні водяні турбіни і насоси.
Досягнення гідравліки у вирішенні багатьох задач інженерної практики, створення нових методів розрахунку і розвиток гідромеханіки з застосуванням Ел, Обч. Маш. І впровадження нових методів розрахунку, призвели до зближення цих двох наук. Тому курс гідравліки повинен включати в себе всі досягнення гідромеханіки, котрі необхідні інженерам у ї практичній діяльності.
Розділ 1.
Параметри та властивості рідини.
Рідина – речовина яка у сконденсованому стані займає проміжне місце між твердими тілами і газами. Подібно твердим тілам , рідина зберігає свій об’єм і Має певну міцність на розрив , зберігаючи змінність форми що поєднує її з газами.
Властивість рідини деформуватися під дією прикладених сил називається текучістю.
Речовини які вивчаються в гідравліці поділяються на стисливі рідини і гази , практично не стисливі – крапельні рідини. Гідравліка розглядає крапельні рідини як реальні так і ідеальні.(неіснуючі)
Ідеальна – це така рідина , між частинками якої відсутні сили зчеплення , в наслідок цього вона не чинить опір силам зсуву і розтягування. Ця рідина не стисла , тобто чинить опір силам стиснення. Так рідина є уявною бо в природі її не існує і потрібна вона для розробки загальних законів механіки рідини і газу у чистому вигляді.
Реальна – це така рідина, що немає ідеальних властивостей, тобто вона чинить опір дотичним і розтягу вальним зусиллям, а також частково стискається пі дією зовнішніх сил. Закон ідеальної рідини застосовується до неї з відповідними поправками, але може застосовуватись і без них.
Вільна поверхня рідини – це границя між рідиною і навколишнім середовищем. Причому стисливі рідини не мають вільної поверхні.
Всі існуючи рідини мають власний об’єм . Далі будуть розглянуті однорідні рідини , які мають однакові механічні властивості. А також властивості рідин на яких гуртується гідравліка.
рис.1.1