1.3 Основные понятия

Название «гидравлика» произошло от греческих слов «hydro» - вода и «аулос» - труба, желоб. Таким образом, в начале в понятие «гидравлика» включалось только учение о движении воды по трубам.

Объектом изучения в гидравлике является, которая рассматривается в гидравлике как сплошная среда. Жидкими телами или жидкостями называют физические тела, легко изменяющие свою форму под действием самой незначительной по величине силы.

Различают два вида жидкостей:

-жидкости капельные (малосжимаемые);

-жидкости газообразные (сжимаемые).

Газообразные жидкости (газы) в отличие от жидкостей капельных заполняют все предоставленное им пространство и изменяют свой объем в зависимости от изменения температуры и давления. Газообразные жидкости, их свойства и применение рассматриваются в специальных дисциплинах – термодинамике и аэромеханике. В гидравлике рассматривается равновесие и движение капельной жидкости, в дальнейшем называемое просто жидкостью. Капельные жидкости представляют собой жидкости в обычном, общепринятом понимании этого слова (вода, нефть, керосин и т. д.)

В гидравлике рассматривают потоки жидкости, ограниченные и направленные твёрдыми стенками, т.е. течение в открытых и закрытых руслах (каналах). Понятие «русло» или «канал» включает поверхности, которые ограничивают и направляют потоки (русла рек, каналов, различные трубопроводы, насадки, элементы гидромашин и другие устройства, внутри которых протекает жидкость).

Изучение реальных жидкостей и газов связано со значительными трудностями, т.к. физические свойства реальных жидкостей зависят от их состава, от различных компонентов. По этой причине для вывода основных уравнений движения жидкости приходится пользоваться некоторыми абстрактными моделями жидкостей и газов, которые наделяются свойствами неприсущими природным жидкостям и газам.

Идеальная жидкость - модель природной жидкости, характеризующаяся идентичностью всех физических свойств и, характеризуется абсолютной несжимаемостью, абсолютной текучестью (отсутствие сил внутреннего трения), отсутствием процессов теплопроводности и теплопереноса.

Реальная жидкость - модель природной жидкости, характеризующаяся идентичностью всех физических свойств, но обладает внутренним трением при движении.

В природе химически чистых жидкостей нет. Обычно в основной жидкости всегда имеются добавки (примеси). Для капельной жидкости примесями могут быть другие жидкости, газы и твёрдые тела. В таких случаях жидкость с примесями может образовать гомогенную или гетерогенную смесь.

Гомогенные смеси образуются в тех случаях, когда в основной жидкости (в таких случаях эта жидкость называется растворителем) примеси распределяются по всему объёму растворяющей жидкости равномерно на уровне молекул. В таких случаях смесь физически представляет собой однородную среду, называемую раствором. Сами же примеси носят название компонент. Физические свойства такой гомогенной смеси (плотность и др.) определяются их компонентным составом.

В тех случаях, когда примеси в основной жидкости находятся в виде частиц с четко выраженными границами, то такие смеси будут неоднородными (гетерогенными) смесями или многофазными жидкостями.

К многофазным жидкостям обычно относят:

• эмульсии - смеси двух и более нерастворимых друг в друге жидкостей;

• газированные жидкости - смеси жидкости со свободным газом,

• окклюзии - смеси жидких и газообразных углеводородов;

• суспензии и пульпы - смеси жидкостей и твёрдых частиц, находящихся в жидкости во взвешенном состоянии и т.д.