6

МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АГЕНТСТВО РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА УКРАИНЫ

КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Оборудование пищевых и рыбообрабатывающих производств

«ОСНОВЫ ГИДРОМЕХАНИКИ»

Курс лекций

для студентов направления 6.070104 «Морской и речной транспорт»

специальности «Судовождение» дневной и заочной форм обучения

Керчь, 2013г.

УДК 532

Автор (составитель): Соколенко О.Н. ст. преп. кафедры ОПРП КГМТУ.

Рецензенты: Ивановский Н.В., к.т.н., доцент кафедры «Судовождение» КГМТУ;

Карнаушенко Ю.В., к.т.н., доцент кафедры ОПРП КГМТУ.

Курс лекций рассмотрен и одобрен на заседании

кафедры ОПРП КГМТУ, протокол № 3 от 20.11.2013 г.

Курс лекций утвержден и рекомендован к публикации на заседании методической комиссии ТФ КГМТУ,

протокол № ___от_________2013 г.

 Керченский государственный морской технологический университет, 2013г.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ. …….......................................................................................................6

Тема 1. Свойства жидкостей………………………………………………..7

1.1. Предмет гидромеханики …………………………………………................7

1.2. Основные физические характеристики и свойства жидкостей ……………8

Тема 2. Гидростатика…………………………………………………………..13

2.1. Силы, действующие в жидкости. Понятие об идеальной жидкости…….13

2.2. Гидростатическое давление и его свойства ……………………………….13

2.3. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения

Л. Эйлера) …………………………………………………………...............19

2.4. Основное уравнение гидростатики ……………………………….............21

2.5. Полное и манометрическое давление. Пьезометрическая высота.

Вакуум ………………………………………………………………………23

2.6. Сила гидростатического давления на плоскую фигуру …………………25

2.7. Эпюры гидростатического давления ……………………………………..29

2.8. Гидростатический парадокс ……………………………………………….30

2.9. Поверхность уровня и ее свойства ………………………………..............30

2.10. Относительное равновесие жидкости во вращающемся сосуде ……….32

2.11. Сила давления жидкости на криволинейные поверхности ……..............35

2.12. Закон Архимеда …………………………………………………………….38

2.13. Плавучесть тела. Остойчивость плавающего судна ……………………..39

ГИДРОДИНАМИКА………………………………………………………………….44

Тема 3. Динамика и кинематика жидкости………………………..44

3.1. Основные характеристики движения жидкостей …………………………44

3.2. Уравнение постоянства расхода ……………………………………………47

3.3. Дифференциальные уравнения движения Эйлера ………………..............48

3.4. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости….51

3.5. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости ……………………53

3.6. Диаграммы Бернулли ……………………………………………………….55

3.7. Принципы измерения скорости и расхода жидкости …………………….56

ТЕМА 4. РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ………………………………......60

4.1. Общие сведения о режимах движения жидкости …………………………60

4.2. Основное уравнение равномерного движения ……………………………62

ТЕМА 5. ТЕОРИЯ ЛАМИНАРНОГО РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ ….65

5.1. Профиль скорости в живом сечении круглого трубопровода …............65

5.2. Расход жидкости …………………………………………………………….67

5.3. Потери напора по длине круглого трубопровода ………………………68

ТЕМА 6. ТЕОРИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ

ЖИДКОСТИ……………………………………………………………………………70

6.1. Характеристика турбулентного потока …………………………………..70

6.2. Потери напора по длине трубопровода при турбулентном режиме

движения жидкости …………………………………………………………74

6.3. Местные потери напора при турбулентном режиме движения

жидкости ……………………………………………………………………..76

ТЕМА 7. ИСТЕЧНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ………..80

7.1. Классификация отверстий и насадков. Основные характеристики

истечения …………………………………………………………………...80

7.2. Истечение при постоянном напоре. Незатопленное отверстие в

тонкой стенке ………………………………………………………………..85

7.3. Истечение при постоянном напоре. Затопленное отверстие в тон-

кой стенке …………………………………………………………...............86

7.4. Истечение при переменном напоре ………………………………………..88

7.5. Истечение через насадки …………………………………………...............90

ТЕМА 8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ…………………95

8.1. Системы трубопроводов и основные типы задач ………………………..95

8.2. Основные расчетные зависимости …………………………………………96

8.3. Расчет длинных трубопроводов ……………………………………………98

8.4. Расчет коротких трубопроводов ………………………………………….104

ТЕМА 9. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР В ТРУБАХ ………………………………109

ТЕМА 10. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ПОДОБИЕ ………………………………..115

ТЕМА 11. ТЕОРИЯ КРЫЛА………………………………………………………..119

11.1 Геометрические и гидродинамические характеристика крыльев……..119

11.2 Теорема Н.Е. Жуковского………………………………………………….125

ТЕМА 12. Глиссирование, кавитация и удар о поверхность жидкости………..130

12.1 Глиссирование……………………………………………………………130

12.2 Кавитация…………………………………………………………………133

12.3 Удар о жидкость……………………………………………………….…...136

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………...141