
- •1. Предмет гидравлики, основные понятия и методы
- •2. Основные физические свойства жидкостей. Идеальная и реальная жидкости
- •3. Определение вязкости жидкости. Вискозиметр Стокса.
- •4. Свойства жидкости. Капиллярность.
- •5. Эксплуатационные свойства рабочих жидкостей.
- •6. Изменение характеристик рабочих жидкостей в процессе эксплуатации
- •7. Силы, действующие в покоящейся жидкости.
- •8. Свойства гидростатического давления.
- •9. Основное уравнение гидростатики.
- •10. Закон Паскаля. Его техническое применение.
- •11. Приборы для измерения давления.
- •12. Системы отсчета давления (шкалы давления)
- •13. Закон Архимеда. Плавание тел.
- •14. Гидростатический парадокс.
- •15. Виды движения (течения) жидкости. Основные понятия траектория, линия тока, трубка тока, элементарная струйка.
- •16. Типы потоков жидкости, характеристики потоков: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, расход, средняя скорость.
- •17. Уравнение неразрывности для элементарной струйки жидкости, потока жидкости в гидравлической форме.
- •18. Уравнение неразрывности движения жидкости.
- •19. Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости.
- •20. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли.
- •21. Энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.
- •22. Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости.
- •23. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости.
- •24. Два режима течения жидкости, критерий Рейнольдса.
- •5.1. Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости.
- •5.2. Физический смысл числа Рейнольдса
- •25. Возникновение турбулентного и ламинарного течения жидкости.
- •26. Связь давления и скорости в потоке
- •27. Сопротивление потоку жидкости.
- •28. Гидравлические потери по длине.
- •29. Ламинарное течение жидкости.
- •30. Вязкое трение при турбулентном движении жидкости.
- •31. Турбулентное течение в шероховатых трубах.
- •32. Гидравлические сопротивления в потоках жидкости
- •33. Классификация потоков жидкости. (спросить у препода)
- •34. Виды местных сопротивлений Внезапное расширение.
- •Внезапное сужение потока
- •Постепенное расширение потока
- •Постепенное сужение потока
- •35. Внезапное расширение потока. Теорема Борда – Карно. Внезапное расширение.
- •36. Внезапное сужение потока. Внезапное сужение потока
- •37. Гидравлические потери в диффузоре, конфузоре и при повороте потока.
- •38. Гидравлические потери по длине
- •39. Классификация трубопроводов
- •40. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке.
- •41. Истечение жидкости через насадки.
- •42. Гидравлический удар в трубопроводах. Меры предупреждения.
- •43. Скорость распространения гидравлической ударной волны в трубопроводе.
- •44. Определение потерь при движении жидкости.
- •45. Причины возникновения местных сопротивлений.
- •46. Явление кавитации и борьба с ним.
- •47. Истечение жидкости через цилиндрический насадок.
- •5.5. Истечения через отверстия и насадки при переменном напоре (опорожнение сосудов)
- •48. Зависимость коэффициента Кориолиса от числа Рейнольдса.
6. Изменение характеристик рабочих жидкостей в процессе эксплуатации
нет ответа
7. Силы, действующие в покоящейся жидкости.
Поскольку жидкость обладает свойством текучести и легко деформируется под действием минимальных сил, то в жидкости не могут действовать сосредоточенные силы, а возможно существование лишь сил распределённых по объёму (массе) или по поверхности. В связи с этим действующие на жидкости распределённые силы являются по отношению к жидкости внешними. По характеру действия силы можно разделить на две категории: массовые силы и поверхностные.
Массовые силы пропорциональны массе тела и действуют на каждую жидкую частицу этой жидкости. К категории массовых сил относятся силы тяжести и силы инерции переносного движения.
Массовые силы это силы, пропорциональные массе жидкости. В случае однородной жидкости эти силы пропорциональны объёму. Прежде всего, к ним относится вес жидкости
,
где G – вес жидкости,
W – объём жидкости,
m – масса жидкости,
g – ускорение свободного падения,
ρ – плотность жидкости,
γ – удельный вес жидкости.
Поверхностные
силы
равномерно распределены по поверхности
и пропорциональны площади этой
поверхности. Эти силы, действуют со
стороны соседних объёмов жидкой среды,
твёрдых тел или газовой среды. В общем
случае поверхностные силы имеют две
составляющие нормальную и тангенциальную.
В общем
случае поверхностная сила
,
действующая на площадке
под некоторым
углом к ней, может быть разложена на
нормальную
и тангенциальную
составляющие. Первая, направленная
внутрь объема, называется силой давления,
вторая – силой трения. Нормальная
составляющая вызывает в жидкости
нормальные напряжения или гидромеханическое
давление,
которое в покоящейся жидкости называется
гидростатическим.
Если сила
равномерно распределена по площадке
,
то
,
Если давление
отсчитывается от нуля, оно называется
абсолютным
и обозначается
,
если от атмосферного, – избыточным
и обозначается
.
Атмосферное
давление обозначается
.
Кроме того, различают давление гидродинамическое и гидростатическое. Гидродинамическое давление возникает в движущейся жидкости. Гидростатическое давление – давление в покоящейся жидкости.
Напряжение
тангенциальной составляющей поверхностной
силы Т
(касательное
напряжение
)
определяется аналогичным образом (в
покоящейся жидкости Т=0).
Единицей измерения касательных напряжений (иногда в литературе называется гидростатическим давлением) в системе СИ является паскаль (Па) — ньютон, отнесенный к квадратному метру .
Поскольку эта величина очень мала, то величину давления принято измерять в мегапаскалях МПа
1МПа = 1 106 Па.
В употребляемой до сих пор технической системе единиц давление измеряется в технических атмосферах, am
1 am = 1кГ/см2 = 0,1 МПа, 1 МПа = 10 am.
В технической системе единиц давление кроме технической атмосферы измеряется также в физических атмосферах, А.
А = 1,033 am.
Важным при решении практических задач является выбор системы отсчета давления (шкалы давления). За начало шкалы может быть принят абсолютный нуль давления (аналог абсолютного нуля температуры) — 0абс. При отсчете давлений от этого нуля их называют абсолютными Рабс:
Однако, как показывает практика, технические задачи удобнее решать, используя избыточные давления Риз6, т.е. когда за начало шкалы принимается атмосферное давление — 0атм
Давление, которое отсчитывается «вниз» от атмосферного нуля, называется давлением вакуума Рвак, или вакуумом .
Таким образом, существуют три шкалы для отсчета давления, т. е. давление может быть абсолютным, избыточным или вакуумным. Получим формулы для пересчета одного давления в другое.
Для получения формулы пересчета избыточного давления в абсолютное Рабс воспользуемся рис. 1.2, 6. Пусть значение искомого давления определяется положением точки В. Тогда очевидно, что
Рабс = Ра + Ризб,
где Ра — атмосферное давление, измеренное барометром.
Связь между абсолютным давлением Рабс и давлением вакуума Рвак можно установить аналогичным путем, но уже исходя из положения точки С:
Рабс = Ра-Рвак
И избыточное давление, и вакуум отсчитываются от одного нуля (0атм), но разные стороны. Следовательно,
Ризб=-Рвак
Избыточное давление в жидкостях измеряется манометрами. Это весьма обширный набор измерительных приборов различной конструкции и различного исполнения