- •Введение
- •Общие методические указания
- •Контрольные задания
- •Вопросы
- •Задачи типа 1
- •Задачи типа 2
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •1. Физические свойства жидкостей и газов
- •Методические указания
- •Контрольные вопросы
- •2. Гидростатика
- •Методические указания
- •Контрольные вопросы
- •3. Кинематика
- •Методические указания
- •Контрольные вопросы
- •4. Основные уравнения динамики жидкости
- •Методические указания
- •Контрольные вопросы
- •5. Гидравлические сопротивления
- •Методические указания
- •Контрольные вопросы
- •Задачи Набор I Тип 1
- •Приложения
- •Гидравлика
- •Часть 1
Методические указания
Важным уравнением в гидравлике, применяемым на практике, является уравнение Бернулли:
,
где – геометрический напор; возвышение рассматриваемой точки (точки с давлением ) данного живого сечения над произвольно выбранной горизонтальной плоскостью сравнения или ; мера воздействия на поток силы тяжести; удельная потенциальная энергия положения относительно Земли, т.е. потенциальная энергия поля земного притяжения; – пьезометрический напор; возвышение уровня в пьезометрической трубке над точкой, имеющей ординату; мера («пьезометрический» значит «давление меряющий») воздействия на поток силы давления: удельная потенциальная энергия давления;– скоростной напор; возвышение уровня в трубке Пито, нижний открытый конец которой загнут против течения, над уровнем в пьезометре; мера воздействия на поток конвективной силы инерции; удельная кинетическая энергия; высота взлета струи, выпущенной вертикально вверх со скоростью;– потерянный напор; понижение линии энергии (механической) на участке между сечениями1 и 2, для которых составляется уравнение Бернулли; мера воздействия сил трения; удельная механическая энергия, перешедшая в тепловую на участке 1 – 2 вследствие работы сил трения.
Уравнение Бернулли надо не только хорошо знать, понимать, но и уметь им пользоваться для решения практических задач, уметь составлять его для различных конкретных случаев, что достигается только практикой. Работая с уравнением Бернулли, полезно руководствоваться следующими указаниями:
1) уравнение Бернулли составляется для двух живых, т. е. нормальных к направлению скорости, сечений; эти сечения должны располагаться на прямолинейных участках потока;
2) одно из этих сечений следует брать там, где требуется определить или , или , или ; другое сечение рекомендуется брать там, где , и известны;
3) нумеровать расчетные сечения следует так, чтобы жидкость двигалась от 1-го ко 2-му; в противном случае должен быть изменен на обратный знак ;
4) горизонтальную плоскость сравнения желательно по высоте совмещать с тем из двух расчетных сечений, которое располагается ниже; тогда один из выпадет из уравнения, а второй будет величиной положительной;
5) последний член уравнения должен учитывать все потери напора между расчетными сечениями.
Контрольные вопросы
Напишите дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера) и объясните физический смысл входящих в них членов.
Как записывается уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости? Каков геометрический и энергетический смысл каждого слагаемого в уравнении Бернулли?
Запишите уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной (вязкой) жидкости. Каков геометрический и энергетический смысл каждого слагаемого в уравнении Бернулли?
Как записывается уравнение Бернулли для потока реальной жидкости? Пояснить геометрический и энергетический смысл его членов.
В чем состоит отличие уравнения Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости от уравнения Бернулли потока реальной жидкости?
Каков физический смысл коэффициента Кориолиса (а) в уравнении Бернулли для потока реальной жидкости?
Укажите условие применения уравнения Бернулли для потока.
С какой целью вводится понятие о плавной изменяемости потока при выводе уравнения Бернулли для потока реальной жидкости?
Запишите уравнение Бернулли для двух сечений равномерного потока (например, в трубе) реальной жидкости, ось которого горизонтальна. Как изменяется давление по длине потока?
Может ли изменяться знак пьезометрического уклона от положительного до отрицательного? В каких случаях? Может ли быть отрицательным гидравлический уклон?