
- •Введение
- •Определение мжг(Механика жидкости и газа )(гидравлики) как науки и связь ее с другими дисциплинами.
- •Основные физические свойства жидкостей ( плотность ,удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, модуль упругости жидкости).
- •Внутреннее трение в жидкости. Вязкость жидкости. Влияние температуры и давления на вязкость жидкостей. Единицы измерения вязкости.
- •Гидростатика
- •Силы, действующие на жидкость. Модель идеальной жидкости.
- •Давление в жидкости, единицы давления. Свойства гидростатического давления.
- •Свойства гидростатического давления.
- •Основное уравнение гидростатики ( вывод).
- •Закон Паскаля и его практические приложения.
- •Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление. Приборы для их измерения. Давление абсолютное, избыточное, вакуум
- •Приборы для измерения давления
- •Сила давления жидкости на плоские поверхности . Центр давления.
- •Центр давления
- •Сила давления жидкости на криволинейные стенки.
- •Закон Архимеда.
- •Основы гидродинамики
- •Виды движения жидкости: установившееся, неустановившееся ,равномерно и неравномерное, напорное и безнапорное, плавноизменяющееся движение жидкости.
- •Плавноизменяющееся движение
- •Траектория, линия тока, элементарная струйка. Свойства элементарной струйки.
- •Понятие потока жидкости. Расход жидкости. Гидравлические элементы потока.
- •Уравнение расхода для потока жидкости. Средняя скорость.
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости.
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости вязкой жидкости. Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.
- •Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Коэффициент кинетической энергии.
- •Примеры применения уравнения Бернулли в технике (расход Вентури, скоростная трубка)
- •Гидравлические сопротивления
- •Общие сведения о потерях энергии( напора).
- •Основное уравнение равномерного движения жидкости, распределение скоростей по сечению и его связь с гидравлическим сопротивлением.
- •Режимы движения жидкости. Критерий Рейнольдса и его критическое значение. Критическая скорость движения жидкости.
- •Ламинарный режим движения. Распределение скоростей по сечению цилиндрической трубы. Потери напора.
- •Турбулентное движение. Структура турбулентного потока в трубе. Пульсация и осредненная скорость. Процесс перемешивания.
- •Шероховатость абсолютная и относительная. Понятие о механизме турбулентного течения в гидравлически гладких и шероховатых трубах.
- •Потери напора на трение при турбулентном движении. Формула Дарси-Вейсбаха.
- •*Формула Дарси — Вейсбаха
- •График Никурадзе.
- •Коэффициент Дарси при турбулентном режиме в гладких и шероховатых трубах.
- •Движение в трубах некруглого сечения. Формула Шези. Д вижение жидкости в трубах некруглого сечения
- •Местные сопротивления. Основные виды местных сопротивлений. Коэффициент местных потерь. Формула Весйбаха.
- •Потери напора при внезапном расширении потока жидкости.
- •Местные сопротивления при изменении сечения, изгибе и делении потока.
- •Зависимость коэффициента местных сопротивлений от числа Рейнольдса.
- •Движение жидкости в напорных трубопроводах
- •Назначение и классификация трубопроводов.
- •Основные типы задач по расчету трубопроводов. Методика применения уравнения Бернулли для расчета трубопровода.
- •Гидравлический удар в трубах. Меры борьбы с гидравлическим ударом.
- •Причины возникновения
- •Истечение жидкости из отверстия и насадков
- •Истечение жидкости через малые отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре . Сжатие струи. Коэффициенты сопротивления, скорости и расхода.
- •Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке при переменном напоре.
- •Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре
- •Истечение жидкости через цилиндрический насадок. Насадки различного типа. Истечение жидкости через насадки
- •18.1. Истечение жидкости через внешние цилиндрические насадки
- •Коэффициенты скорости и расхода для различных насадков. Вакуум в насадках.
- •Общие сведения о лопастных насосах.
- •Принцип действия лопастных насосов.
- •Классификация лопастных насосов.
- •Основные определения, применяющиеся в теории насосов.
- •Центробежные насосы. Классификация.
- •П ринцип действия центробежных насосов
Понятие потока жидкости. Расход жидкости. Гидравлические элементы потока.
Потоком жидкости в гидравлике называют движущуюся массу жидкости, ограниченную направляющими твердыми поверхностями, поверхностями раздела жидкостей или свободными поверхностями. В зависимости от характера и сочетания ограничивающих поток поверхностей потоки делятся на безнапорные, напорные потоки и гидравлические струи.
Расход. Средняя скорость. Объемное количество жидкости, проходящей через живое сечение потока в единицу времени, называется расходом потока в данном сечении или просто расходом. Расход потока равен сумме расходов элементарных струек, составляющих поток:
.
(3.25)
Важной
характеристикой потока является средняя
скорость потока в данном сечении,
представляющая собой частное от деления
расхода на площадь живого сечения
потока:
.
(3.26)
К гидравлическим элементам потока относятся:
Живое сечение.
Скорости.
Расход.
Смоченный периметр.
Гидравлический радиус.
Живым сечением потока называется поверхность, которая нормальна в каждой своей точке к соответствующей линии тока. В гидравлике обычно за живое сечение принимают часть плоскости, ограниченную руслом, нормальную к направлению средней скорости потока. Площадь живого сечения обозначается через ω, для элементарной струйки – dω.
Скорости в различных точках живого сечения потока неодинаковы. Скорость в какой-либо точке потока называется местной или локальной скоростью. Если она определена в некоторый момент времени, то она называется мгновенной, а если представляет собой среднее значение из нескольких мгновенных скоростей, то она называется осредненной (по времени) местной скоростью U. Для потока вводится понятие так называемой средней скорости V.
Расходом потока называют количество жидкости, протекающее через данное живое сечение в одну секунду. Это количество жидкости можно измерить в единицах объема, веса или массы, в связи с чем различают расходы объемный Q, весовой Qв и массовый Qm.
Для элементарной струйки объемный расход dQ будет равен объему цилиндра высотой U и площадью основания dω:
dQ = Udω (м3/c) ,
гдеU – скорость в живом сечении струйки;
dω – площадь сечения струйки.
Весовой расход:
dQв = γdQ (кг/с) (н/с)
Массовый расход:
dQm = ρdQ (кг·с/м) (кг/с)
Расход
для целого потока равен сумме элементарных
расходов по всему живому сечению:
Qo =
.
В этом выражении скорости Ui меняются в плоскости живого сечения: у границ потока она меньше и больше вдали от них. Поэтому вместо различных скоростей по сечению вводят среднюю скорость V и формула примет вид: Q = Vω.
На
практике обычно расход определяется
экспериментально, а из выражения
находится средняя скорость потока в
данном сечении:
Смоченным периметром называется длина линии, с ограничивающими ее твердыми стенками. Свободная поверхность в смоченный периметр не входит. Обозначается он буквой (м).
Гидравлический радиус представляет собой отношение площади живого сечения потока к смоченному периметру:
.
Для трубопроводов круглого сечения (полностью заполненных) имеем:
ω = πr2 ; = 2πr ;
R
=
;
,
где d – внутренний диаметр трубопровода.