
- •Часть 1 Гидравлика
- •Вводная лекция Предмет, задачи и методы гидравлики.
- •Краткая история развития гидравлики.
- •Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
- •Введение
- •1. Предмет, задачи и методы гидравлики. Краткая история развития гидравлики.
- •2. Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
- •Лекция 1.Общие сведения о жидкостях и газах. Введение
- •Дольные и кратные приставки
- •1. Общие сведения о жидкостях и газах.
- •2.Основные физические свойства жидкостей и газов
- •2.1.Плотность жидкости
- •2.2. Температурное расширение
- •Из формулы (6) можно определить объем, который жидкость займет
- •2.3. Сжимаемость жидкости
- •2.4. Вязкость жидкости
- •2.5. Давление насыщенных паров
- •2.6. Поверхностное натяжение
- •3. Измерение плотности и вязкости жидкости.
- •Заключение
- •Литература
- •Лекция 2. Гидростатическое давление.
- •1.Силы, действующие в покоящейся жидкости
- •2. Понятие о давлении, свойства гидростатического давления, виды давления
- •3. Основное уравнение гидростатики. Закон паскаля.
- •Разделим левую и правую часть уравнения на Δх Δу, получим
- •А для закрытого сосуда
- •4. Геометрическая высота, пьезомтрическая высота.
- •Найдем выражение для γэф и следующих уравнений (см. Рис.9,д)
- •Произведя подстановки и преобразования, получим
- •В начале лекции, говоря о вакуумметрическом давлении мы написали уравнение
- •Заключение
- •Окончательно
- •Для определения силы гидростатического давления жидкости на плоскую поверхность необходимо знать кроме величины и направления силы, также точку приложения этой силы – так называемый центр давления.
- •2. Сила гидростатического давления на криволинейные поверхности.
- •3. Эпюры гидростатического давления.
- •Заключение.
- •Литература
- •Введение
- •1. Выталкивающая сила гидростатического давления. Закон Архимеда
- •Заключение
- •Литература
- •Введение
- •1. Основы кинематики. Основные понятия и определения кинематики и динамики жидкостей и газов. Задачи гидродинамики.
- •2. Поток жидкости. Основные элементы потока.
- •3. Средняя скорость, расход жидкости. Уравнение неразрывности потока.
- •Литература
- •Введение
- •1.Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли.
- •Заметим, что
- •Эта работа (рсд) равна
- •Уравнение Бернулли для реальной жидкости
- •Заключение
- •Литература
- •Лекция 7. Теория гидродинамических сопротивлений.
- •1. Режимы движения жидкости в трубах. Число Рейнольдса. Элементы подобия гидравлических процессов
- •Режимы движения жидкости в трубах
- •Число Рейнольдса
- •Элементы подобия гидродинамических процессов
- •2.Понятие о шероховатости труб. Гидравлическое сопротивление. Сопротивление движению жидкости в трубах за счёт трения. Коэффициент гидравлического сопротивления
- •2.1.Понятие о шероховатости труб.
- •Значения эквивалентной шероховатости
- •В результате формула (7) имеет вид
- •3.График Никурадзе..
- •4. Гидравлический уклон
- •Литература
- •Общие сведения о местных сопротивлениях
- •2. Внезапное расширение русла
- •Сгруппировав члены, получим
- •2. Постепенное расширение русла
- •3. Сужение русла
- •4. Поворот русла
- •5.Местные сопротивления при ламинарном течении. Эквивалентная длина местных сопротивлений.
- •Заключение
- •Литература
- •1. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре
- •2. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре
- •3. Истечение жидкости через насадки.
- •4. Влияние числа Рейнольдса на истечение жидкости.
- •Заключение.
- •Литература
- •Лекция 10. Гидравлическая характеристика трубопровода.
- •Литература
- •Введение
- •1. Неустановившееся течение жидкости в жестких трубах
- •2.Физическая сущность гидравлического удара по н.Е. Жуковскому
- •3. Уравнение гидравлического удара в цилиндрических трубах. Прямой гидравлический удар. Непрямой гидравлический удар
- •4. Способы ослабления гидравлического удара
- •Литература
Дольные и кратные приставки
Приставка |
Множитель |
Обозначение приставки |
Приставка |
Множитель |
Обозначение приставки |
Гига |
109 |
Г |
Санти |
10-2 |
С |
Мега |
106 |
М |
Милли |
10-3 |
М |
Кило |
103 |
К |
Микро |
10-6 |
Мк |
Знание физических свойств жидкостей крайне важно для специалистов нефтяников, а без знания размерностей физических единиц, их обозначений и соотношения друг с другом невозможно не только изучать гидромеханику, но и специальные дисциплины.
1. Общие сведения о жидкостях и газах.
Как известно, в природе различают четыре агрегатных состояния вещества, а именно: твердое, жидкое, газообразное и плазменное.
Основное отличие жидкостей от твердых тел заключается в том, что они обладают текучестью - малым сцеплением частиц, отсутствием сил трения между частицами в состоянии покоя, вследствие чего жидкости легко принимает форму сосуда, в который она помещена. В сосудах жидкость образует свободную поверхность, если жидкость налита на плоскость, то она растекается по ней в виде тонкой пленки.
При изменении давления или температуры жидкое тело может переходить в твердое или газообразное состояние. Например при очень высоких давлениях в обычной воде образуются кристаллы льда, наоборот, при снижении давления в жидкости могут появиться пузырьки, заполненные паром (газом).
Итак, жидкость есть физическое тело, обладающее двумя основными свойствами:
1. она весьма мало изменяет свой объем при изменении давления или температуры, в этом отношении жидкость сходна с твердым телом.
2. она обладает текучестью, благодаря чему жидкость не имеет собственной формы и принимает форму сосуда, в котором она находится в этом отношении жидкость, отличается от твердого тела и является сходной с газом.
Можно сказать, что второе свойство жидкости заключается в том, что жидкость в отличие от твердого тела, находясь в покое, не может иметь касательных напряжении, и именно поэтому она принимает форму сосуда, в который заключена.
Как показывает опыт, жидкости, встречающиеся в природе, т.е. реальные жидкости, столь мало изменяют свой объем при обычном изменении давления и температуры, что этим изменением объема практически можно пренебречь. Поэтому в гидромеханике Жидкость рассматривается как абсолютно несжимаемое тело (здесь приходится делать исключение только при изучении одного вопроса - вопроса о так называемом гидравлическом ударе, когда даже малую сжимаемость жидкости приходится учитывать).
Как было подчеркнуто ранее, в покоящейся жидкости касательные напряжения всегда отсутствуют. В движущейся жидкости, как показывают исследования, касательные напряжения обычно имеют место: именно при движении жидкости по поверхностям скольжение жидких слоев друг по другу возникает трение. которое и уравновешивает внутренние касательные силы.
Свойство жидкости обуславливающее возникновение в ней при ее движении касательных напряжении (напряжении трения) называется вязкостью.
В практике встречаются случаи, когда силы трения, возникающие благодаря вязкости, оказываются небольшими сравнительно с другими силами, действующими на жидкость. В этих случаях вязкостью можно пренебречь и считать, что в движущейся жидкости касательные напряжения отсутствуют, так же как и в покоящейся жидкости.
При аналитических исследованиях часто пользуются понятием идеальной жидкости. Идеальной жидкостью называют воображаемую жидкость, которая характеризуется:
абсолютной не сжимаемостью объема (при изменении давления и температуры);
полным отсутствием вязкости, т.е. сил трения при любом ее движении.
Идеальная жидкость в отличии от реальной ("вязкой") жидкости в природе не существует. Ее создают в воображении как некую приближенную модель реальной жидкости.
При изучении покоящейся жидкости нет необходимости различать реальную и идеальную жидкости, а при изучении движения жидкости очень часто приходится считаться с различием между двумя названными жидкостями: в случае реальной жидкости дополнительно необходимо учитывать силы трения, т.е. вязкости жидкости.