Введение

1. Определение мжг(Механика жидкости и газа )(гидравлики) как науки и связь ее с другими дисциплинами.

Гидравлика- это наука изучающая законы равновесия и движение жидкости и рассматривает способы применения этих законов.

Механика, являясь частью физики, изучает общие закономерности, связывающие механическое движение и взаимодействие тел, находящихся в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном.

Структурно эта дисциплина включает в себя 3 раздела.

3Гидростатика- это раздел гидравлики в котором изучаются законы равновесия жидкостей при относительном покое.

Кинематика жидкости является разделом гидромеханики, в котором движение изучается, не зависимо от действующих сил; в кинематике устанавливается связь между геометрическими ха­рактеристиками движения и временем.

Гидродинамика – это раздел гидравлики в котором изучаются законы движения жидкостей и ее взаимодействие с твердыми телами.

2. Основные физические свойства жидкостей ( плотность ,удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, модуль упругости жидкости).

Плотность- это отношение массы жидкости к объёму, который она занимает

 . [кг/м³ ]

Удельный вес- это вес жидкости в занимаемом объеме. определяется как отношение веса жидкости (газа)   к занимаемому объему V:  .

Учитывая, что   , получим зависимость между плотностью и удельным весом, используемую в расчетах.

 то есть 

Единицы удельного веса в системе СИ:  .

Удельный объем-это объем, занимаемый единицей массы жидкости(величина обратная плотности)   

Сжимаемость - свойство жидкостей изменять свой объем при изменении давления - характеризуется коэффициентом объемного сжатия (сжимаемости), представляющим относительное изменение объема жидкости, при изменении давления   на единицу:

 _, [ Па^-1

Знак (-) указывает на то, что положительному приращению давления (увеличению) соответствует отрицательное приращение (уменьшение) объема   .

Температурное расширение - это свойство жидкостей изменять свой объем при изменении температуры. Характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения (температурного расширения), представляющим относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на единицу и при постоянном давлении:

 , [  ]

Модулем упругости жидкости и обозначается символом К- Единица модуля упругости в международной системе — ньютон на квадратный метр (Н/м).Модуль упругости, так же как и коэффициент -сжимаемости, не постоянен. Он изменяется в зависимости от давления и температуры. 

3. Внутреннее трение в жидкости. Вязкость жидкости. Влияние температуры и давления на вязкость жидкостей. Единицы измерения вязкости.

Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона

В реальной жидкости вследствие взаимного притяжения и теплового движения молекул имеет место внутреннее трение, или вязкость. Рассмотрим это явление на следующем опыте .

Р ис. 8.1. Течение вязкой жидкости между пластинами

Поместим слой жидкости между двумя параллельными твердыми пластинами. «Нижняя» пластина закреплена. Если двигать «верхнюю» пластину с постоянной скоростью v₁, то c такой же скоростью будет двигаться самый «верхний» 1-й слой жидкости, который считаем «прилипшим» к верхней пластине.

Этот слой влияет на нижележащий непосредственно под ним 2-й слой, заставляя его двигаться со скоростью v₂, причем v₂ < v₁. Каждый слой (выделим n слоев) передает движение нижележащему слою с меньшей скоростью. Слой, непосредственно «прилипший» к «нижней» пластине, остается неподвижным.

Слои взаимодействуют друг с другом: n-й слой ускоряет (п+1)-й слой, но замедляет (п-1)-й слой. Таким образом, наблюдается изменение скорости течения жидкости в направлении, перпендикулярном поверхности слоя (ось х). Такое изменение характеризуют производной dv/dx, которую называют градиентом скорости.

Силы, действующие между слоями и направленные по касательной к поверхности слоев, называются силами внутреннего трения или вязкости. Эти силы пропорциональны площади взаимодействующих слоев S и градиенту скорости. Для многих жидкостей силы внутреннего трения подчиняются уравнению Ньютона:

К оэффициент пропорциональности η называют коэффициентом внутреннего трения или динамической вязкостью (размерность η в СИ: Пас).