ПРЕДИСЛОВИЕ.............................................................................................................. |
6 |
|||
ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................... |
8 |
|||
1. Предмет механики жидкостей и газов.................................................................. |
8 |
|||
2. Некоторые сведения из истории развития гидромеханики................................ |
10 |
|||
3. Техническая гидромеханика ...................................................................................... |
12 |
|||
4. Плотность и сжимаемость..................................................................................... |
14 |
|||
5. Законы переноса..................................................................................................... |
15 |
|||
6. Структура потоков. Турбулентность.................................................................... |
17 |
|||
ГЛАВА |
I....................................................................................................................... |
19 |
||
ОСНОВЫ ГИДРОСТАТИКИ..................................................................................... |
19 |
|||
§ |
1. |
Силы, действующие в жидкости. Гидростатическое давление ...................... |
19 |
|
§ |
2. |
Основное уравнение гидростатики. Условие существования равновесия .... |
22 |
|
§ |
3. |
Равновесие тяжелой несжимаемой жидкости. Сообщающиеся сосуды........ |
24 |
|
§ |
4. |
Равновесие весомого газа. Барометрическая формула.................................... |
27 |
|
5- Равновесие жидкости при наличии негравитационных массовых сил............. |
28 |
|||
§ |
6. |
Давление жидкости на плоские икриволинейныестенки................................. |
30 |
|
§ |
7. Закон Архимеда. Плавание тел............................................................................ |
34 |
||
§ |
8. |
Капиллярные поверхностные силы................................................................... |
36 |
|
ГЛАВА |
II ..................................................................................................................... |
38 |
||
Основы кинематикиСПЛОШНЫХ СРЕД.......................................................................... |
38 |
|||
§ |
1. |
Поле скоростей и ускорений.............................................................................. |
38 |
|
§ |
2. |
Линия тока и трубка тока................................................................................... |
42 |
|
§ |
3. Градиент скалярной функции. Расхождение и циркуляция вектора скорости44 |
|||
§ |
4. |
Вихрь вектора скорости ..................................................................................... |
47 |
|
§ |
5. |
Основная теорема кинематики (первая теорема Гельмгольца) ...................... |
49 |
|
§ |
6. |
Кубическое расширение.................................................................................... |
52 |
|
§ |
7. |
Скорость деформации сдвига ............................................................................ |
53 |
|
§ |
8. |
Вихревая линия и вихревая трубка. Теоремы о вихрях................................... |
54 |
|
§ |
9. |
Поле скоростей, вызванное вихрями. Формула Био—Савара........................ |
59 |
|
Г Л А ВА |
III ................................................................................................................ |
64 |
||
ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ СПЛОШНЫХ СРЕД, ............................................. 64
ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ........................................................................................... |
64 |
|
§ 1. Закон сохранения массы. Уравнение неразрывности..................................... |
65 |
|
§ 2. Силы, действующие в жидкости ....................................................................... |
67 |
|
§ 3. |
Закон сохранения импульса. Уравнениедвижениявнапряжениях................... |
69 |
§ 4. |
Закон сохранения момента импульса. Симметриятензоранапряжения........... |
71 |
§ 5. |
Обобщенный закон Ньютона............................................................................. |
72 |
§ 6. |
Уравнение движения сжимаемых жидкостей и газов ..................................... |
73 |
§ 7. |
Уравнения движения вязкой несжимаемой жидкости .................................... |
75 |
$ 8. |
Перенос тепла...................................................................................................... |
77 |
§ 9. Закон сохранения энергии. Уравнения энергии и переноса тепла.................. |
80 |
|
§10. Диффузия. Уравнение переноса вещества....................................................... |
83 |
|
ГЛАВА IV..................................................................................................................... |
88 |
|
УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ.................................... |
88 |
|
§ 1. Напряжения в идеальной жидкости.................................................................. |
88 |
§ 2. Уравнение Эйлера движения идеальной жидкости......................................... |
89 |
§ 3. Уравнение Эйлера в форме Громека................................................................. |
90 |
§ 4. Интегралы Коши—Лагранжа и Бернулли дляпотенциальногодвижения....... |
92 |
§ 5. Интеграл Бернулли для линии тока................................................................... |
94 |
§ 6. Теорема Томсона................................................................................................. |
96 |
ГЛАВ А V ....................................................................................................................... |
98 |
ОДНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ (ЭЛЕМЕНТЫ |
|
ГИДРАВЛИКИ)................................................................................................................ |
98 |
§ 1. Основные понятия и уравнения......................................................................... |
98 |
§ 2. Истечение из отверстия.................................................................................... |
104 |
§ 3. Интеграл Бернулли для неустановившегося движения............................... |
109 |
§ 4. Внезапное расширение и сжатие потоков. Потери энергии.......................... |
111 |
§ 5. Дроссельные расходомеры. Трубка Вентури................................................. |
114 |
§ 6. Кавитация.......................................................................................................... |
119 |
§ 7. Гидравлический удар. Распространение малых возмущений....................... |
122 |
ГЛАВА VI................................................................................................................... |
129 |
ОДНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ СЖИМАЕМОГО ГАЗА........................................ |
129 |
(ГАЗОВАЯ ГИДРАВЛИКА) ...................................................................................... |
129 |
§ 1. Основные формулы. Скорость звука............................................................... |
129 |
§ 2. Основные уравнения. Интеграл Бернулли...................................................... |
133 |
§ 3. Параметры заторможенного газа. Энтропия.................................................. |
136 |
§ 4. Истечение из бака. Максимальная и критическая скорости......................... |
138 |
§ 5. Движение газа в трубе переменного сечения. Сопло Лаваля....................... |
142 |
§ 6 Получение сверхзвукового потока в цилиндрических трубах....................... |
148 |
§ 7. Распространение конечных возмущений. Скачок уплотнения..................... |
152 |
§ 8. Изменение параметров потока в прямом скачке. Ударная адиабата............ |
155 |
ГЛАВА VII.................................................................................................................. |
161 |
ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ИДЕАЛЬНОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ |
|
ЖИДКОСТИ................................................................................................................. |
161 |
§ 1. Комплексный потенциал и комплексная скорость........................................ |
161 |
§ 2. Некоторые простейшие потенциальные потоки............................................ |
165 |
§ 3. Обтекание круглого.......................................................................................... |
170 |
$4 Циркуляционное обтекание круглого цилиндра.............................................. |
174 |
§ 5. Простейшие пространственные потенциальныепотоки.................................. |
176 |
§ 6. Обтекание шара................................................................................................. |
181 |
ГЛАВА VIII................................................................................................................. |
186 |
ПЛОСКИЙ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ПОТОК ГАЗА................................................ |
186 |
§ 1. Основные уравнения......................................................................................... |
186 |
§ 2. Дозвуковое обтекание тонкого профиля......................................................... |
189 |
§ 3. Сверхзвуковое обтекание клина. Косой скачок уплотнения ........................ |
192 |
§ 4. Сверхзвуковое обтекание внешнего угла....................................................... |
197 |
§ 5. Обтекание пластины сверхзвуковым потоком............................................... |
201 |
Г Л А В А IX................................................................................................................. |
204 |
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРОФИЛЯ,....................................................................... 204 |
|
РЕШЕТОК ПРОФИЛЕЙ И ТЕОРИЯ КРЫЛА.................................................... |
204 |
§ 1. Геометрические и аэродинамические характеристики.................................. |
204 |
§ 2. Конформные отображения. Теоретические профили................................. |
207 |
§ 3. Скорость и циркуляция в преобразованном потоке. ПостулатЖуковского— |
|
Чаплыгина.................................................................................................................. |
212 |
§ 4. Теорема Жуковского......................................................................................... |
217 |
§ 5. Обтекание решетки профилей......................................................................... |
219 |
§ 6. Элементы теории крыла конечного размаха.................................................. |
222 |
ГЛАВА X .................................................................................................................... |
227 |
ПОДОБИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА.................................................................. |
227 |
§ 1. Значение теории подобия................................................................................. |
227 |
§ 2. Гидродинамическое подобие........................................................................... |
229 |
§ 3. Тепловое подобие ............................................................................................. |
235 |
§ 4. Диффузионное подобие.................................................................................... |
238 |
§ 5. Подобие некоторых частных случаев переноса............................................. |
241 |
§ 6. Некоторые обобщения...................................................................................... |
243 |
ГЛАВА XI................................................................................................................... |
245 |
ЛАМИНАРНОЕ И ТУРБУЛЕНТНОЕ................................................................... |
245 |
СТАБИЛИЗИРОВАННОЕ ДВИЖЕНИЕ.................................................................. |
245 |
В ТРУБАХ И ВДОЛЬ ПЛАСТИНЫ.................................................................... |
245 |
§ 1. Структура потока в трубах. Переход ламинарного движения в турбулентное |
|
................................................................................................................................... |
245 |
§ 2. Ламинарное движение в трубах....................................................................... |
248 |
§ 3. Перенос тепла при установившемся ламинарном движении в трубе.......... |
256 |
§ 4. Основы гидродинамической теории смазки................................................... |
259 |
§ 5. Турбулентное движение. Уравнение Рейнольдса.......................................... |
265 |
§ 6. Турбулентное движение вдоль безграничной пластины. Ламинарный |
|
подслой..................................................................................................................... |
270 |
§ 7. Профили скоростей при турбулентном движении в круглой трубе............. |
276 |
§ 8. Законы сопротивления при турбулентном движении ................................... |
281 |
в трубах..................................................................................................................... |
281 |
§ 9. Движение жидкости в шероховатых трубах................................................... |
286 |
§10. Турбулентный перенос тепла и вещества пристабилизированномобтекании |
|
пластины.................................................................................................................... |
292 |
ГЛАВА XII.................................................................................................................. |
296 |
ЛАМИНАРНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ ........................................................... |
296 |
§ 1. Пограничный слой и его характерные толщины ........................................... |
296 |
§ 2. Уравнения ламинарного пограничного слоя.................................................. |
302 |
§ 3. Интегральныесоотношениядля динамического пограничного слоя............. |
307 |
$ 4. Точные решения................................................................................................ |
309 |
§ 5. Ламинарный пограничный слой на пластине................................................. |
313 |
§ 6. Ламинарный пограничный слой на крыловом профиле произвольной формы |
|
................................................................................................................................... |
316 |
§ 7. Интегральное соотношение для теплового ламинарного пограничного слоя. |
||
Тепловой слой на пластине..................................................................................... |
319 |
|
§ 8. Диффузионный ламинарный пограничный слой на пластине...................... |
324 |
|
324 |
ГЛАВА XIII................................................................................................. |
327 |
ТУРБУЛЕНТНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ. ТУРБУЛЕНТНЫЕСТРУИ............... |
327 |
|
§ 1. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный.......................... |
327 |
|
§ 2. Механизм турбулентного слоя. Профили скоростей..................................... |
330 |
|
§ 3. Турбулентный пограничный слой на пластине.............................................. |
333 |
|
§ 4. Турбулентный пограничный слой на произвольном профиле ..................... |
337 |
|
§ 5. Профильное сопротивление............................................................................. |
343 |
|
§ 6. Снижение сопротивления добавками.............................................................. |
346 |
|
§ 7. Свободная турбулентность. Турбулентные струи. ........................................ |
351 |
|
§ 8. Осесимметричные струи.................................................................................. |
356 |
|
ГЛАВА |
XIV................................................................................................................ |
361 |
РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ. МЕСТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ................................ |
361 |
|
§ 1. Простые трубопроводы.................................................................................... |
361 |
|
§ 2. Сложные трубопроводы................................................................................... |
364 |
|
§ 3. Начальные участки труб................................................................................... |
366 |
|
§ 4. Потоки в диффузорах....................................................................................... |
369 |
|
§ 5. Поворотные устройства.................................................................................... |
377 |
|
§ 6. Сопротивления при слиянии и разделении потоков. Дроссели и клапаны. 387 |
||
ГЛАВА XV .................................................................................................................. |
391 |
|
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ГИДРОДИНАМИКА..................................................... |
391 |
|
§ 1. Предмет электромагнитной гидродинамики.................................................. |
391 |
|
§ 2. Уравнения электромагнитной гидродинамики.............................................. |
392 |
|
§ 3. Электромагнитная гидростатика..................................................................... |
398 |
|
§ 4. Проводимость жидкостей и газов.................................................................... |
401 |
|
§ 5. Подобие электромагнитных явлений.............................................................. |
403 |
|
§ 6. Классификация уравнений электромагнитной гидродинамики..................... |
408 |
|
§ 7. Одномерное движение невязкого газа............................................................ |
413 |
|
§ 8. Магнитогидродинамическое течение в трубах.............................................. |
419 |
|
§ 9. Ламинарное течение заряженной жидкости в плоской трубе....................... |
440 |
|
§ 10. Магнитогидродинамический пограничный слой......................................... |
443 |
|
§ 11. Внешнее обтекание в магнитной гидродинамике........................................ |
448 |
|
§ 12. Электромагнитные насосы............................................................................. |
456 |
|
Магнитодинамическое генерирование................................................................... |
456 |
|
электрической энергии............................................................................................ |
456 |
|
§13, Электрогидродинамические насосы и генераторы....................................... |
463 |
|
ГЛАВА XVI.................................................................................................................. |
465 |
|
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ .......................................................... |
465 |
|
§ 1. Экспериментальные установки........................................................................ |
465 |
|
§ 2. Методы аналогий.............................................................................................. |
476 |
|
§ 3. Измерение скоростей в потоках...................................................................... |
484 |
|
§ 4. Микроманометры.............................................................................................. |
493 |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Предмет механики жидкостей и газов
2. Некоторые сведения из истории развития гидромеханики
