2. Методические указания по проведению практических занятий.

Целью проведения практических занятий является обучение студентов умению применять теоретические знания, полученные при изучении лекционного курса дисциплины, для решения конкретных технических задач.

График распределения часов дисциплины при проведении практических занятий по темам для различных форм обучения и используемая литература (раздел 4) приведены в Рабочей учебной программе.

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ

1. Свойства жидкостей

2. Гидростатическое давление в жидкости

3. Сила давления жидкости на плоские и криволинейные стенки

4. Положение равновесия жидкости при действии постоянного ускорения.

5. Уравнение Бернулли

6. Истечение жидкости через отверстия и насадки

7. Гидравлический расчет трубопровода

8. Центробежный насос

9. Поршневой насос

10. Гидропривод

1. Свойства жидкостей

Коэффициент объемного сжатия жидкости β _р,Па^-1 определяется выражением:

β _р = - (ΔV/ Δр) /V,

где: V – объем жидкости, м³; ΔV – изменение объема жидкости под воздействием давления, м³; Δр – изменение давления, воздействующего на жидкость, Па.

Е_ж = 1/ β _р – модуль упругости жидкости, Па.

Коэффициент температурного расширения жидкости β _т, град^-1 определяется выражением:

Δр = (ΔV/ ΔТ) /V;

где: ΔТ – изменение температуры жидкости, град.

Изменение плотности жидкости при одновременном изменении давления и температуры жидкости, определяется выражением:

ρ_к = ρ_н (1 + β _р Δр - Δр ΔТ);

где: ρ_к и ρ_н – конечная и начальная плотность жидкости, соответственно, кг/м³.

Гидростатическое давление в жидкости

Гидростатическое давление в любой точке неподвижной жидкости равно:

р = р₀ + ρ g h;

где: р – давление в рассматриваемой точке (сечении), Па; р₀ - давление на какой-либо поверхности уровня жидкости, например на свободной поверхности, Па; g = 9,81 м/с² – ускорение силы тяжести; h – глубина расположения рассматриваемой точки(сечения), отсчитываемая от поверхности с давлением р₀, м.

Другая форма записи этого уравнения:

z + р/ (ρ g ) = z ₀+ р₀/ (ρ g );

где: z и z ₀ – вертикальные координаты произвольной точки и свободной поверхности, отсчитываемые от горизонтальной плоскости вверх, м; р/ (ρ g ) – пьезометрическая высота, м.

1. Силы давления в жидкости, действующие на плоские или криволинейные стенки

Сила давления жидкости F, Н на плоскую стенку равна произведению гидростатического давления р_с в центре тяжести площадки на площадь стенки S, м²:

F = р_сS.

Центр давления (точка приложения силы F) расположен ниже центра тяжести площадки или совпадает с последним в случае горизонтальной стенки.

Расстояние между центром тяжести площади и центром давления в направлении нормали к линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью жидкости равно:

Δy = J₀/ (y_с S);

где: J₀ – момент инерции площади стенки относительно оси, проходящей через центр тяжести площади и параллельной линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью; y_с – координата центра тяжести площади.

Сила давления жидкости на криволинейную стенку, симметричную относительно вертикальной плоскости, складываются из горизонтальной F_г и вертикальной F_в составляющих:

F = (F_г² + F_в²)^1/2.

Горизонтальная составляющая F_г равна силе давления жидкости на вертикальную проекцию данной стенки:

F_г = ρ g h_с S_в;

где: h_с - глубина расположения центра тяжести поверхности; S_в – площадь вертикальной проекции поверхности S.

Вертикальная составляющая F_в равна весу жидкости в объеме, заключенном между данной стенкой, свободной поверхностью жидкости и вертикальной проецирующей поверхностью, проведенной по контуру стенки. Если избыточное давление р₀ на свободной поверхности жидкости отлично от нуля, то при расчете уровень свободной поверхности увеличивается на соответствующую пьезометрическую высоту р₀/ (ρ g ).