05 семестр / Книги и методические указания / Панаиотти С.С. Лекции по гидромеханике / Панаиотти С.С. Лекции по гидромеханике. Часть 1 - Учебное пособие. - Калуга КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003
.pdf
dt = 2l |
|
dV |
Интегрируя это уравнение при начальном усло- |
||
|
|
|
. |
||
V |
2 |
− V 2 |
|||
0 |
|
|
|
||
вии V = 0 при t = 0, получим:
t |
|
|
V |
|
|
dV |
|
|
|
|
|
|
l |
V0 + V |
|
|||||||
∫dt = t = 2l ∫ |
|
|
|
|
|
= |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
|
|
. |
(10) |
||||||
V |
2 |
− V |
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
0 |
0 |
|
|
|
|
|
V |
V − V |
|
|||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|||||||
Если ввести безразмерное время |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
T = |
tV0 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
(11) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
то уравнение (10) принимает вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
T = ln |
V0 + V |
= ln |
1 + V V0 |
. |
(12) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
V0 − V |
|
|
|
1 − V V0 |
|
||||||||||||||
Из (12) следует, что (V + V ) |
|
(V − V ) = eT . Разрешая это уравне- |
||||||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние относительно V, получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
V = V |
eT |
− 1 |
= V |
+ th(T |
2) . |
|
(13) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
0 eT |
+ 1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Таким образом, скорость жидкости V в трубопроводе с течением времени увеличивается, асимптотически приближаясь к скорости установившегося движения V0 , по закону гиперболи-
ческого тангенса.
Согласно (12) скорость V будет отличаться от скорости V0
установившегося движения на 1% (V
V0 = 0, 99 ) через промежу-
ток безразмерного |
времени |
T = ln (1 + 0, 99) |
(1 − 0, 99) = 5, 29. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
При уровне жидкости в баке, например H0 = 1 м, в соответствии |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
с (9) скорость V0 |
= 2gH0 |
= 2 9,81 1 = 4, 43 м/с. Если длина |
|||||
трубопровода l = 5 |
м, то по уравнению (11) промежуток времени |
||||||
t = Tl V0 = 5, 29 5 4, 43 = 6 с. |
|
|
|
|
|||
61
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для втузов / Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. — 2-е изд., перераб. — 476. М.: Машиностроение, 1987. — 423 с.
2.Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика: Учебник для втузов. — 2-е изд., прераб. и доп. — М.: Машиностроение 1987. — 440 с.
3.Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика — 6 изд., исправ. и дополн., - М.: Физматгиз, 1963. — 1312 с.
4.Лойцянский Л.Г., Механика жидкости и газа : Учебное пособие для университетов и втузов, — М.: Наука, 1978. —736 с.
5.Попов Д.Н., Панаиотти С.С., Рябинин М.В. Гидромехани-
ка: Учебник для вузов / Под ред. Д. Н. Попова. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. — 384с.
6.Прандтль Л., Титьенс О. Гидро- и аэромеханика. — М.-Л., 1933. — 224 с.
7.Прандтль Л., Титьенс О. Гидро- и аэромеханика. — М.-Л., 1935. — 284 с.
8.Сборник задач по машиностроительной гидравлике: Учеб. пособие для втузов / Под ред. И.И. Куколевского, Л.Г. Подвидза. — 4-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1981. — 448 с.
9.Седов Л.И. Механика сплошной среды: Учебник для университетов и втузов. — 4-е изд., испр.и доп. — М : Наука, Т. I: 1983, Т. II: 1984. — 1110 с.
10.Седов. Л.И. Методы подобия и размерности в механике.
—10-е изд., доп. — М.: Наука, 1987. — 432 с.
11.Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1969. — 744с.
12.Альбом течений жидкости и газа: Пер. с англ. / Сост.
М. Ван-Дайк. — М.: Мир, 1986. — 184.
62
ОГЛАВЛЕНИЕ
Условные обозначения............................................................. |
3 |
Введение.................................................................................... |
5 |
Глава 1. Гидромеханика идеальной жидкости ................. |
7 |
1.1. Область потока и ее связность ......................................... |
7 |
1.2. Два метода кинематического описания |
|
движения жидкости................................................................ |
8 |
1.2.1. Метод Лагранжа ...................................................... |
8 |
1.2.2. Метод Эйлера........................................................... |
9 |
1.3.Линии тока, траектории, поверхности тока, ................... 10 особые точки поля скоростей
1.4. Движение элементарного жидкого объема..................... |
13 |
1.5. Движение жидкости без вращения частиц...................... |
17 |
1.6. Уравнение неразрывности (сплошности) потока........... |
20 |
1.7. Линейный интеграл вектора скорости вдоль кривой. |
|
Циркуляция вектора скорости.......................................... |
25 |
1.8. Вихревые линии, поверхности и трубки ......................... |
27 |
1.9. Теорема Стокса.................................................................. |
29 |
1.10. Первая теорема Гельмгольца о постоянстве |
|
интенсивности вихревой трубки по ее длине............... |
32 |
1.11. Динамика идеальной жидкости...................................... |
34 |
1.11.1. Массовые и поверхностные силы, |
|
свойства давления в жидкости ............................. |
34 |
1.11.2. Уравнения движения идеальной жидкости |
|
в форме Эйлера ...................................................... |
35 |
1.11.3. Уравнения движения идеальной |
|
жидкости в форме Громека — Лемба.................. |
37 |
1.11.4. Интегралы уравнений движения |
|
для частных случаев .............................................. |
39 |
63
1.11.5. Вихревое движение невязкой жидкости ............. |
45 |
|
1.12. Свойства потенциального течения |
|
|
несжимаемой жидкости в односвязной области.......... |
51 |
|
1.13. Задачи................................................................................ |
56 |
|
Глава 2. |
Плоскопараллельное движение идеальной |
|
|
несжимаемой жидкости.......................................... |
|
Глава 3. |
Гидромеханика вязкой жидкости........................ |
|
Список литературы................................................................... |
62 |
|
64
Сергей Семенович Панаиотти
ЛЕКЦИИ ПО ГИДРОМЕХАНИКЕ
Учебное пособие
Редактор
Корректор Технический редактор
Изд. лиц. № 020523 от 25.04.97. Подписано в печать 15.06.2003.
Формат 60×84 1/16. Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс».
Печ. л. 3,75. Усл. п. л. 3,49. Уч.-изд. л. 3,4. Тираж 50 экз. Заказ № 7.
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 107005, Москва, 2-я Бауманская, 5
Отпечатано с готового оригинал-макета в ООО «Униграф»
248600, г. Калуга, ул. Баженова, 4, тел. 57–31–87
Налоговая льгота — общероссийский классификатор продукции ОК—005—93, том 2; 953000 — книги, брошюры
65
