Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Задачник по дисциплине «Механика жидкости и газа»

Уфа 2013

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

ЗАДАЧНИК

по дисциплине «Механика жидкости и газа»

Уфа 2013

Составитель: Ю.Р. Вахитов

УДК 533: 532

ББК 22

Задачник по дисциплине «Механика жидкости и газа» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа, 2013. – 57 с.

Задачник для практических занятий по дисциплине «Механика жидкости и газа» и состоит из следующих разделов: гидростатика; установившееся движение идеальной жидкости; одномерные нестационарные движения газа. В начале каждого раздела приведены краткие сведения из теории и пример с решением, затем даются задачи, позволяющие усвоить методику решения и лучше понять физику газодинамических процессов и усвоить приемы решения.

Предназначен для студентов направления подготовки бакалавра 141100 «Энергетическое машиностроение».

Ил. 46. Библиогр.: 4 назв.

Рецензенты: канд. техн. наук, доцент каф. ДВС Черноусов А. А.,

канд. техн. наук, доцент каф. АТиТ Полещук И. З..

 Уфимский государственный

авиационный технический университет, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

УРАВНЕНИЯ СОХРАНЕНИЯ 4

1. ГИДРОСТАТИКА. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ 6

2. УСТАНОВИВШЕЕСЯ ДВИЖЕНИЕ ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ 14

2.1. Уравнения сохранения для идеальной жидкости 14

2.2. Течение жидкости с трением 19

2.3. Течение жидкости в трубопроводах с местными сопротивлениями 25

2.4. Истечение жидкости из отверстий и насадков 30

2.5. Расчет течений с помощью газодинамических функций 34

3. ОДНОМЕРНЫЕ НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ГАЗА 37

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 46

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 47

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 51

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 53

Введение

Процесс газообмена является одним из основных в ДВС, определяющих параметры двигателя. Для правильного проектирования двигателя необходимо четко представлять механизмы газодинамических процессов в газовоздушном тракте двигателя и уметь рассчитывать параметры этих процессов. Кроме того, для расчета таких систем, как система смазки и система охлаждения необходимы знания в области гидростатики и гидромеханики. Необходимые знания в этой области студенты получают при изучении дисциплины «Механика жидкости и газа» и, в частности, на практических занятиях при решении задач.

Задачник составлен в соответствии с программой дисциплины «Механика жидкости и газа» для студентов направления подготовки бакалавра 141100 «Энергетическое машиностроение».

Задачник содержит разнообразные по тематике и степени сложности задачи, охватывающие основные разделы дисциплины. Каждый раздел начинается с теоретической части, в которой приведены основные формулы и определения, необходимые для решения задач. Затем приводится пример с решением и задачи, которые решаются под контролем преподавателя. В конце сборника приведены приложения с необходимыми справочными данными.

Данный задачник отличается от подобных изданий тем, что в нем имеется раздел, посвященный нестационарному движению газа, отсутствующий в других сборниках задач.

При решении задач со стационарными течениями используются основные законы сохранения. Поэтому, прежде всего, необходимо правильно выбрать расчетные сечения (сечения в которых известно максимальное количество параметров) и затем выбрать те уравнения сохранения для этих сечений, которые позволяют найти искомые величины.

Для решения задач с нестационарными течениями используются два метода: метод, основанный на постоянстве инвариантов Римана и метод распада произвольного разрыва.