_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

_{Гидравлика}

_{Методические указания и контрольные задания}

_{для студентов заочной формы обучения}

Нижнекамск

2014

_{УДК 66.01}

_Я.54

_{Рекомендовано в печать редакционно-издательским советом Нижнекамского химико-технологического института (филиал) ФГБОУ ВПО КНИТУ}

_{Рецензенты: Зав. кафедрой ПАХТ НХТИ КНИТУ доцент Д.Н.Латыпов;}

_{зав. кафедрой МАХП НХТИ КНИТУ, д.т.н. А.В. Дмитриев.}

_{Ямалиева, Л.Г. Гидравлика. Методические рекомендации и контрольные задания. / Л.Г. Ямалиева, Б.А.Ямалиев. Нижнекамск.: РИО НХТИ КНИТУ 2014 - с.}

_{Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов, обучающихся по заочной форме по дисциплине «Гидравлика»}

_{В методических указаниях приведены: общие сведения по основам гидравлики, варианты контрольных работ, методические указания и примеры решения заданий контрольной работы}

_{Студенты заочной формы обучения технологических специальностей выполняют по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии» в течение двух семестров две контрольные работы.}

• _{Контрольная работа состоит из задач по разделам: основы гидравлики, гидромеханические, тепловые, массообменные процессы. При выполнении контрольной работы необходимо руководствоваться следующими требованиями:}

• _{Выбрать вариант и условия задачи.}

• _{Вариант выбирается по номеру группы и списку. Например, номер группы 1223. Вариант контрольной работы 23.1.1.0..; 23 - две последние цифры группы, 1 – номер по списку в деканате, 1 – номер задания, 0 – вариант задания.}

• _{Переписать полностью условия задачи с цифровыми данными.}

• _{Решение задач сопровождать краткими, но четкими объяснениями, необходимыми схемами, рисунками.}

• _{Определению искомых величин должны предшествовать формулы и уравнения в буквенном выражении, со ссылкой на литературный источник.}

• _{Численные значения величин подставлять в том же порядке, в каком эти величины записаны в формуле.}

• _{Для каждого промежуточного и конечного результатов решения указывать размерности.}

• _{При решении задач необходимо пользоваться единой системой единиц измерения (предпочтительно системой СИ).}

• _{Необходимые для решения задач графики строить в определенном масштабе.}

_{При пользовании методическими указаниями необходимо обратить внимание на то, что к каждой формуле в скобках приводится первоисточник формулы, с указанием страницы. Например, (4,1,5., с.19). Это учебное пособие, который в списке использованной литературе (Информационно методическое обеспечение) указывается, 4.1.5. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А. А. Носков. Под ред. чл. корр. АН СССР П.Г.Романкова.13-е изд. Стереотипное. Перепечатка с издания 1987 г. – М: ООО ТИД «Альянс», 2006. -576 с. А с. обозначает страницу, где эта формула приведена.}

3.Содержание дисциплины

3.1. Лекционный курс Введение

История возникновения и развития дисциплины «Гидравлика». Первые научные труды по гидравлике: трактат Архимеда «О плавающих телах» (250 г. до н. э.); Леонардо да Винчи (1548-1620) - в области плавания тел, движения жидкостей по трубам и каналам; Галилео Галилея (1564 - 1642) - основные принципы равно­весия и движения жидкости; Эванджелиста Торичелли (1604 - 1647) - задачи по истечению жидкости из отверстий; Блез Паскаль (1623 - 1727)- передача давления в жидкости; Исаак Ньютон (1643 - 1727) - законы механики, закон всемирного тяготения и закон о внутреннем трении в жидкостях при их движении. Работы Дарси, Буссинеск, Базена, Пуазейля, Рейнольдса, Фруда, Навье, Стокса и др. Основоположники гидромеханики Даниил Бернулли (1700 - 1782), Леонард Эйлер (1707 - 1783), М.В. Ломоносов (1711 - 1765), Н.Е. Жуков­ский и др.

Мето­ды исследований применяемые в гидравлике: метод анализа бесконечно малых величин, метод средних вели­чин, метод анализа размерностей, метод ана-логий.

3.1.1. Гидростатические машины

Гидростатические машины: гидравлический пресс, гидравлический и пневма-тический аккумуляторы, гидравлический домкрат, гидравлический мультипли-катор.

3.1.2.Истечение жидкости через отверстия и насадки

Истечение жидкости через отверстия и насадки. Понятие об отверстиях: малое и большое, затопленное и незатопленное отверстие в резервуаре; отверстия в тонкой стенке, толстостенное отверстие. Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре через незатопленное и затопленное отверстие или под уровень жидкости. Коэффициент скорости истечения, коэффициент расхода отверстия. Траектория струи. Истечение жидкости через большие отверстия. Истечение из большого отверстия произвольной формы, истечение из большого отверстия в тонкой стенке прямоугольной формы. Истечение жидкости через цилиндрические насадки: внешние и внутренние насадки. Нецилиндрические насадки: конические сходящийся (сужающий) и расходящийся; коноидальные насадки: сходящийся и расходящийся. Истечение жидкости из отверстий и насадков при переменном напоре: в атмосферу, в сообщающихся резервуарах.

Свободные струи жидкости: затопленные и незатопленные. Гидромониторные и пожарные струи (вертикальные и наклонные). Воздействие струи на стенки.

3.1.3. Движение жидкости в напорных трубопроводах.

Общие сведения о трубопроводах: простые и сложные, короткие и длинные. Сифонные трубопроводы. Сопротивление трубопроводов. Основные моменты гидравлического расчета коротких и длинных трубопроводов. Гидравлический удар в трубопроводах. Прямой и непрямой гидравлические удары. Меры борьбы с гидравлическим ударом.

3.1.4. Установившееся равномерное и неравномерное движение жидкости в открытых руслах.

Установившееся равномерное движение жидкости в открытых руслах. Гидрав-

лические и геометрические характеристики открытых русел. Гидравлически наивыгоднейшее сечение каналов. Допустимые скорости движения воды в каналах. Равномерное движение потоков в руслах круглого замкнутого поперечного сечения.

Установившееся неравномерное движение жидкости в открытых руслах. Основные положения и понятия. Удельная энергия сечения, критическая глубина, критический уклон. Гидравлический прыжок.

Гидросооружения на каналах. Водосливы, классификация. Понятия о верхнем и нижнем бьефе. Сопряжение бьефов гидросооружений. Устройства для гашения энергии в нижнем бьефе: водобойный колодец, водобойная стенка, водобойный колодец со стенкой (комбинированный колодец). Перепады: одноступенчатый, с отогнанным прыжком, многоступенчатый. Перемещение взвесей потоком жидкости. Физические характеристики взвесенесущего потока. Напорный гидротранспорт.

Фильтрация жидкости. Закон фильтрации. Неравномерное движение грунтовых вод. Фильтрация воды из грунтовых каналов, Фильтрация воды через земляные плотины.