- •Гидравлика
- •Часть I.
- •Содержание.
- •Введение.
- •Раздел 1. Основные определения гидравлики. Понятие жидкости, давления. Свойства жидкости.
- •1.1. Основные определения гидравлики.
- •1.2. Жидкость и гипотеза сплошности.
- •1.3. Плотность жидкости.
- •1.4. Силовые факторы, действующие в жидкости. Давление.
- •1.5. Основные свойства капельных жидкостей.
- •Раздел 2. Гидростатика.
- •2.1. Напряженное состояние покоящейся жидкости.
- •2.2. Гидростатическое давление.
- •2.3. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости.
- •2.4. Приборы для измерения давления. Понятие вакуума, абсолютного давления, избыточного давления, недостаточного давления.
- •2.5. Энергетическая интерпретация основного закона гидростатики.
- •2.6. Геометрическая интерпретация основного уравнения гидростатики.
- •2.7. Случаи абсолютного и относительного покоя жидкости.
- •2.8. Сила давления жидкости на плоскую стенку.
- •2.9. Сила давления жидкости на цилиндрические и сферические поверхности. Закон Архимеда.
- •2.10. Условия статической остойчивости плавающего тела.
- •Раздел 3. Основы кинематики и динамики жидкости.
- •3.1. Кинематика жидкости.
- •3.1.1.Существующие подходы к описанию движений жидкости.
- •3.1.2. Установившиеся и неустановившиеся движения жидкости.
- •3.1.3. Ускорение жидкой частицы.
- •3.1.4. Кинематические элементы и струйная модель потока.
- •3.1.5.Виды потоков.
- •3.1.6. Гидравлические элементы потока
- •3.2. Закон сохранения массы. Уравнение неразрывности.
- •3.3. Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости.
- •3.4. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости в форме Эйлера.
- •3.5. Интегрирование уравнений движения. Уравнение Бернулли.
- •3.6. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости.
- •3.6.1. Поправки, необходимые для перехода от элементарной струйки к потоку.
- •3.6.2. Переход к потоку.
- •3.7.Физический смысл уравнения Бернулли.
- •3.8. Общие сведения о наличии потерь при движении жидкости.
- •3.9. Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости. Граничные условия.
- •Раздел 4. Основы подобия потоков. Режимы течения.
- •4.1. Геометрическое, кинематическое и динамическое подобие.
- •4.1.1. Критерии подобия.
- •4.2. Режимы движения жидкости.
- •4.3. Ламинарный режим движения жидкости.
- •4.3.1.Распределение скоростей, касательных напряжений. Средняя скорость. Коэффициент Дарси. Закон Пуазейля.
- •4.3.2.Начальный участок ламинарного течения.
- •4.3.3. Ламинарное течение с теплообменом.
- •4.4. Турбулентное течение жидкости в гладких трубах.
- •4.4.1.Основы полуэмпирической теории турбулентного течения жидкости в трубах.
- •4.4.2.Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Толщина вязкого подслоя. График Никурадзе.
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина,6.
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Филиал «СЕВМАШВТУЗ» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт –Петербургский государственный морской технический университет» в г. Северодвинске
Е.Г. Лебедева
Гидравлика
Часть I.
Конспект лекций
Северодвинск
2007
ББК
Лебедева Е.Г. Гидравлика. Часть I. Конспект лекций для студентов – заочников машиностроительных специальностей – Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 2007-95с.
Ответственный редактор к.т.н., профессор, зав. кафедрой А.И.Лычаков
|
Рецензенты: |
д.т.н., профессор кафедры «Океанотехника и СЭУ» Севмашвтуза А.А. Пшеницын;
ведущий инженер отдела МТО «Севмаш» - В.В. Шестаков
|
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов– заочников машиностроительных специальностей, изучающих курсы: «Гидравлика», «Гидромеханика», «Гидравлика и гидропривод», а также при выполнении контрольных задач и курсовых работ, связанных с гидравлическим расчетом систем и гидропривода.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Севмашвтуза.
Севмашвтуз, 2007г.
Содержание.
|
|
| ||
|
|
Введение.________________________________________ |
6 | |
|
|
РАЗДЕЛ 1. Основные определения гидравлики. Понятие жидкости, давления. Свойства жидкости.___ |
6 | |
|
|
1.1. Основные определения гидравлики…………………… |
6 | |
|
|
1.2. Жидкость и гипотеза сплошности……………………… |
7 | |
|
|
1.3. Плотность жидкости……………………………………… |
8 | |
|
|
1.4. Силовые факторы, действующие в жидкости. Давление………………………………………………………… |
8 | |
|
|
1.5. Основные свойства капельных жидкостей……………. |
11 | |
|
|
РАЗДЕЛ 2. Гидростатика.__________________________ |
14 | |
|
|
2.1. Напряженное состояние покоящейся жидкости. |
15 | |
|
|
2.2. Гидростатическое давление……………………………. |
19 | |
|
|
2.3. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. |
22 | |
|
|
2.4. Приборы для измерения давления. Понятие вакуума, абсолютного давления, избыточного давления, недостаточного давления…………………………………….. |
24 | |
|
|
2.5. Энергетическая интерпретация основного закона гидростатики……………................................................... |
25 | |
|
|
2.6. Геометрическая интерпретация основного уравнения гидростатики……………………………………………………. |
26 | |
|
|
2.7. Случаи абсолютного и относительного покоя жидкости…………………………………………………………. |
26 | |
|
|
2.8. Сила давления жидкости на плоскую стенку……………………………………………...................... |
30 | |
|
|
2.9. Сила давления жидкости на цилиндрические и сферические поверхности. Закон Архимеда……………….. |
32 | |
|
|
2.10. Условия статической остойчивости плавающего тела……………………………………………………………… |
35 | |
|
|
РАЗДЕЛ 3. Основы кинематики и динамики жидкости._______________________________________ |
39 | |
|
|
3.1. Кинематика жидкости…………………………………… |
39 | |
|
|
3.1.1.Существующие подходы к описанию движений жидкости……………………………………………………….. |
40 | |
|
|
3.1.2. Установившиеся и неустановившиеся движения жидкости……………………………………………………….. |
42 | |
|
|
3.1.3. Ускорение жидкой частицы…………………………. |
43 | |
|
|
3.1.4. Кинематические элементы и струйная модель потока…………………………………………………………… |
43 | |
|
|
3.1.5.Виды потоков……………………………………………. |
45 | |
|
|
3.1.6. Гидравлические элементы потока…………………… |
45 | |
|
|
3.2. Закон сохранения массы. Уравнение неразрывности. |
47 | |
|
|
3.3. Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости……………………………………………………….. |
50 | |
|
|
3.4. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости в форме Эйлера…………………………………… |
52 | |
|
|
3.5. Интегрирование уравнений движения. Уравнение Бернулли……………………………………………………….. |
54 | |
|
|
3.6. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости…. |
55 | |
|
|
3.6.1. Поправки, необходимые для перехода от элементарной струйки к потоку…………………………….. |
57 | |
|
|
3.6.2. Переход к потоку………………………………………. |
57 | |
|
|
3.7.Физический смысл уравнения Бернулли……………… |
60 | |
|
|
3.8. Общие сведения о наличии потерь при движении жидкости……………………………………………………… |
62 | |
|
|
3.9. Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости. Граничные условия……………………………… |
63 | |
|
|
РАЗДЕЛ 4. Основы подобия потоков. Режимы течения._________________________________________ |
66 | |
|
|
4.1. Геометрическое, кинематическое и динамическое подобие………………………………………………………… |
66 | |
|
|
4.1.1. Критерии подобия……………………………………. |
68 | |
|
|
4.2. Режимы движения жидкости………………………….. |
71 | |
|
|
4.3. Ламинарный режим движения жидкости……………. |
72 | |
|
|
4.3.1.Распределение скоростей, касательных напряжений. Средняя скорость. Коэффициент Дарси. Закон Пуазейля………………………………………………… |
72 | |
|
|
4.3.2.Начальный участок ламинарного течения………….. |
77 | |
|
|
4.3.3. Ламинарное течение с теплообменом………………... |
78 | |
|
|
4.4. Турбулентное течение жидкости в гладких трубах…. |
80 | |
|
|
4.4.1.Основы полуэмпирической теории турбулентного течения жидкости в трубах………………………………….. |
84 | |
|
|
4.4.2.Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Толщина вязкого подслоя. График Никурадзе……………. |
88 | |