Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Вінницький національний технічний університет

Факультет ТЕГП

Кафедра ТГП

Технічна механіка рідин та газів, гідравлічні машини, водопостачання і водовідведення

Конспект лекцій

Вінниця 2011

УДК 514.18:681.3.067(075.8)

Розглянуто кафедрою

ТГП,

протокол № _ від ________ р.

,

протокол № _ від ________ р.

Рецензенти:

Технічна механіка рідин та газів, гідравлічні машини, водопостачання та водовідведення. Конспект лекцій. – Вінниця: ВНТУ, 2011. – 136с.:іл.

Конспект лекцій висвітлює основні питання курсів “Технічна механіка рідин та газів, гідравлічні машини, водопостачання та водовідведення”. Призначений для студентів факультету ТЕГП. Особливо корисним буде для самостійної підготовки студентів заочної форми навчання.

 ВНТУ, 2011 р.

ЗМІСТ

ВСТУП 49

1 Рідини і їх фізико-механічні властивості 50

1.1 Рідина 50

1.2 Основні властивості краплинних рідин 50

1.2.1 Густина. Для однорідної рідини густина 50

1.2.2 Питома вага однорідної рідини 50

1.2.3 Стисливість 51

1.2.4 Пружність рідини 51

1.2.5 Температурне розширення 51

1.2.6 В’язкість 52

1.2.7 Ідеальна рідина 53

1.2.8 Сили, що діють в рідині 54

2.1 Гідростатичний тиск і його властивості 55

2.2 Диференціальні рівняння рівноваги рідини 57

2.3 Основне рівняння гідростатики 60

2.4 Закон Паскаля 64

2.5 Сила тиску рідини на плоску стінку. Центр тиску 65

2.6 Сила тиску рідини на криволінійні поверхні 67

3 Основи кінематики і динаміки рідини 70

3.1 Основні поняття і визначення 70

3.2 Рівняння нерозривності для усталеного руху рідини 74

3.3 Рівняння Бернуллі при усталеному русі ідеальної рідини 75

3.4 Рівняння Бернуллі для елементарної струминки і потоку в’язкої рідини 78

3.5 Гідравлічні опори і втрати енергії (напору) при русі рідини 80

3.6 Режими руху рідини. Критерій Рейнольдса 82

3.7 Визначення втрат енергії при ламінарному режимі течії рідини в трубі круглого поперечного перерізу 83

3.8 Турбулентний режим і визначення втрат енергії потоку в трубах круглого поперечного перерізу 86

3.8.1 Деякі відомості про структуру турбулентного потоку 86

3.8.2 Поняття про гідравлічно гладкі і шорсткі труби 87

3.8.3 Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя при турбулентному режимі 87

3.8.4 Місцеві гідравлічні опори 89

4 Витікання рідини через отвори і насадки при сталому напорі 92

4.1 Витікання через малі отвори в газове середовище 92

4.2 Витікання рідини через малі затоплені отвори 94

4.3 Витікання рідини через насадки 94

5 Гідравлічний удар в трубах 96

6 Гідравлічний розрахунок напірних трубопроводів 99

6.1 Класифікація трубопроводів 99

6.2 Розрахунок простих трубопроводів 99

6.2.1 Розрахункові рівняння 99

6.2.2 Характеристика трубопроводу. Потрібний напір 101

6.3 З’єднання трубопроводів 103

6.3.1 Послідовне з’єднання 103

6.3.2 Паралельне з’єднання 104

6.3.3 Розгалужений трубопровід 105

7 Водопостачання 107

7.1 Джерела водопостачання 107

7.2 Системи водопостачання 108

7.3 Водозабірні споруди 110

7.3.1 Споруди для забирання поверхневих вод 110

7.3.2 Споруди для забирання підземних вод 112

7.4 Фільтрація 118

7.4.1 Фільтрація ґрунтових вод 118

7.4.2 Приплив води до дренажних колодязів 120

7.5 Водоочисні споруди 124

7.6 Водопровідна мережа 125

7.7 Режим водоспоживання і визначення розрахункових об’єкмів водоспоживання 128

7.8 Основи розрахунку водопровідної мережі і її елементів 131

8 Каналізація 138

8.1 Загальні відомості 138

8.2 Склад стічних вод 140

8.3 Методи очищення стічних вод 141

143

8.4 Основні відомості з розрахунку каналізаційних мереж 143

9 Гідромашини 146

9.1 Відцентрові, лопатеві 146

9.1.1 Принцип дії лопатевого насоса 146

9.1.2 Основні технічні і експлуатаційні показники відцентрових насосів 147

9.1.3 Насосна установка і її характеристика 152

9.1.4 Робота насоса на мережу 155

9.1.5 Послідовна і паралельна робота насосів на мережу 156

9.2.1 Загальні зауваження 158

На відміну від динамічних гідромашин робоча камера об’ємної гідромашини являє собою обмежений простір усередині гідромашини, який періодично змінює свій об’єм за рахунок руху робочих органів(поршня, плунжера, пластини, зуба шестерні, тощо) і навперемінно сполучається з місцями входу потоку рідини в гідромашину і виходу з неї. 158

9.2.2 Основні параметри, що оцінюють роботу об’ємних гідромашин 160

9.2.3 Поршневі насоси, силові і моментні гідроциліндри 163

ВСТУП 49