Hydraulika povrchových a podzemních vod (příklady otázek)

HYDROSTATIKA

1. Hydromechanika, hydraulika, dělení, co je obsahem, tekutiny, dělení.

   • HADRAULIKA – studuje zákony klidu a proudění kapalin (povrchových a podzemních vod)

     • hydrostatika – vyšetřuje mechanické chování kapaliny v klidu, řeší tlak a tlakové síly

     • hydrodynamika – zákonistosti pohybu vody

   • ŘEŠÍ:

     • za jakých vnějších podmínek, s jakou ztrátou (odporem), při jakém průtoku, při jaké hladině a tlaku, jakou formou, s jakými silovými účinky proteče voda: potrubím, korytem...atd.

   • TEKUTINY – téměř nevzdoruje tečným (smykovým) napětím, soudržnost mezi sousedními částicemi malá, velmi pohyblivé, nemají vlastní tvar

     • KAPALINY

       • vyplňuje spojitě naplněnou nádobu (kontinuum)

       • může tvořit kapky

       • nemění samovolně svůj objem

       • narozdíl od vzdušnin – mění jen nepatrně svůj objem se změnami tlaku a teploty

       • vytváří volnou hladinu, ohraničené paprsky, blány a kapky

     • VZDUŠNINY

       • velmi malá soudržnost částic s velkou pohyblivostí→snaží se vyplnit co největší objem

       • silně stlačitelné

       • objem podstatně závisí na tlaku a teplotě

2. Dělení sil působících na kapalinu, ( pro každý druh uveďte příklad a způsob výpočtu).

• vnitřní – molekulární úroveň

  • vzájemné působení jednotlivých částic

  • elektromagnetické jevy, tepelný pohyb molekul

  • (Ep = Ek)

• vnější

  • hmotnostní

    • setrvačné, osdtředivé, tíha, hybnost

    • tíha F = m.a, hyb. p = m.v, gravitace G = m.g

  • plošné

    • tlakové, tečné, kapilární

    • F = . S

3. Jednotky a veličiny v hydraulice, dělení, příklady.

4. Základní fyzikální vlastnosti kapalin.

   • MĚRNÁ HMOTNOST (hustota)

     • ro = m/V (kg.m3)

     • závisí na teplotě a tlaku, čím vyšší t tím menší hustota stlačitelnost β(ideál. kap. je nestlačitelná, skuteč. kap. je stlačitelná)

   • MĚRNÝ OBJEM

     • v = V/m (m3/kg)

• MĚRNÁ TÍHA

  • y = ro.g (N./m3)

• TEKUTOST

  • nemají stálý tvar

• STLAČITELNOST

  • změna objemu kapaliny při změně vnějšího tlaku

  • ideální kap. nestlačitelná X skutečná kap. stlačitelná

• TEPELNÁ ROZTAŽNOST

  • změna objemu kapaliny vlivem tepelných změn

  • u vody do 4 C se objem zmenšuje X zvětšuje se měrná hmotnost

  • V = Vo (1 + t)

• VAZKOST– odpor částic proti posunu (viskozita)

  • síla vnitřního tření T

    • nazávisí na p (tlaku v kapalině)

    • úměrná ploše S

    • závisí na druhu kapaliny + rychlostním spádu mezi 2 vrstvy kapaliny (du/dy)

    • T =  S (du/dg)

• KAPILARITA – povrchové napětí, na rozhraní s jinou látkou

  • koheze = působení přitažlivých sil mezi molek. = soudržnost látek, df = elementární kohezní síla

  • nerovnováha sil mezi vodou a vzduchem – vytváří se napětí

  • kapilární elevace – lpí na stěnách

  • kapilární depsese – nelpí na stěnách