2 Історія розвитку гідравліки.

Гідравліка - дуже давня наука. Перший трактат "Про тіла, що плавають" написав Архімед за 250 років до н.е.

У древньому Римі було 9 водогонів (436 км.). За деякими даними трубопроводи виливали з свинцю,

У період середньовіччя за 15 століть церковного мракобісся нічого нового в гідравліці не з'явилося і відбувався ЇЇ занепад, як науки.

Новий імпульс у розвитку гідравліки відбувся завдяки активній діяльності Леонардо да Вінчі (1452-1519 р.) у вивченні питань витікання рідин, теорії плавання тіл, гідроопору, неусталеного руху рідини та різноманітних гідромашин.

Потому роботи в цій галуззі продовжили у 15-16 столітті; Кастеллі, Торічеллі, Паскаль, Гюйгенс, Ньотон та інші.

У 16-17 століттях визначний вклад у розвиток науки внесли: Ломоносов, Бернуллі, Ейлер. "Моря з'єднай ріками та ровами болота висуши" писав Ломоносов. (Нажаль все треба робити з розумом, особливо в меліорації).

Під впливом робіт Ломоносова в Петербурзі з'явилася перша гідравлічна школа.

Бернуллі вивчив рух рідини і вивів своє рівняння для усталеного плавнозмінного потоку. Цю роботу продовжив Ейлер і, допустивши, що рідина не стислива, вивів диференційне рівняння відносної рівноваги.

Після цього періоду розвитку гідравліка розділилася на теоретичну і практичну (дослідну).

У 1836 році вийшов перший підручник з гідравліки П.П. Мельникова "Основания практической гидравлики".

Французька школа дала таких видатних вчених: Навье, Коши, Сен-Венан, Дарсі, Дюпюі та інших.

Хаген і Менделєєв виявили два режими руху рідини, а описав і обґрунтував ці режими Рейнольдс.

Жуковський розробив теорію ґрунтових вод та теорію гідроудару,

Після революції гідравліка стрімко розвивалася і впроваджувалася в життя багатьма вченими. (Наслідки цієї роботи ми маємо можливість спостерігати).

3 Застосування гідравліки, перспективи та перспективи її розвитку.

Одним з напрямків застосування є проектування гідротехнічних споруд (гребель, каналів, водозливів, трубопроводів та інше).

Інший напрямок охоплює проектування гідромашин (насосів, гідротурбін, гідропередач та інше).

У загальному машинобудуванні найбільш широко застосовується проектування гідроприводів різноманітного призначення.

Гідропередачі застосовують для передачі значної потужності з плавністю руху та безступінчастою зміною швидкості.

Гідросистеми, що складаються з багатьох агрегатів застосовують у машинобудуванні в системах охолодження, подачі пального, змащення і тому подібне.

Гідроприводи застосовують для автоматизації та механізації виробництва.

Пневмо- гідроавтоматика застосовується для автоматичного керування виробничими процесами за допомогою логічних елементів.

Питання для самоконтролю:

1 Що таке гідростатика і які завдання вона вирішує?

2 Сучасній стан розвитку гідравліки.

3 Перспективи вдосконалення машин завдяки ефективному використанню законів гідравліки.

4 Особливості застосування гідравліки в машинобудуванні.

Література:

1 Большаков В.А. Попов В.Н. Гидравлика. Общий курс: Учебник для вузов.-К.: Выща шк. Головное изд-во 1989.-215с.

2 Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982.- 423 с.

Лекція № 2.

Тема: Основні фізичні характеристики рідин та газів.

Мета вивчення: Засвоєння студентами основних понять про фізичні характеристики рідин та газів.

План:

• Основні фізичні характеристики рідин та газів.

• Стисливість.

• Закон Ньютона для рідинного тертя.

• В’язкість. Рідинне тертя.

• Поверхневий натяг.

• Розчинність газу в рідині.

• Особливі властивості води.

• Неньотонівські рідини.

Основний зміст

1 Основні фізичні характеристики рідин та газів. Густина - маса рідини в одиниці об'єму.

Густина характеризує середовище і визначає розподіл мас. У локальній області густина визначається;

Питома вага – вага рідини (її сила тяжіння) в одиниці об’єму:

Питома вага залежить від прискорення вільного падіння, що змінюється в залежності від місця вимірювання у межах 0,5%. Але, оскільки точність гідравлічних розрахунків складає 3-5%, можна застосовувати усереднене значення g=9,81 м/с² . Як і густина, питома вага залежить від температури, зменшуючись при нагріванні.

Відносна густина рідини - це відношення густини рідини до густини дистильованої води при 4°С:

Температурне розширення — це зміна об'єму і густини пов'язані зі зміною температури:

де - температурний коефіцієнт об'ємного розширення, що зростає при збільшенні тиску і температури.

2 Стисливість.

Об'ємне стиснення — це зміна об'єму або густини під дією тиску.

д е _p - коефіцієнт об'ємного стиснення.

Пружність — це властивість рідини поновлювати свій об'єм після припинення дії сил. Вона характеризується модулем пружності:

Д ля води Е=20000 МПа, тобто при зростанні тиску на 1 кгс/см² об’єм води зменшується на 1/20000, Тому його враховують при високих тисках, великих об'ємах та гідроударах.

Стисливість газів - має значно більше значення.

Для ідеального газу (при тиску до 10 МПа) діє закон Клайперона-Менделєєва:

д е Т – абсолютна температура, К;

R – універсальна газова стала, =287 Дж/кгК.

Враховуючи, що =mV, =p/ RТ.