- •Гидравлика
- •Предмет курса и его назначение
- •Краткий исторический очерк развития гидравлики
- •Определение жидкости. Понятия плотности и удельном весе.
- •Физические свойства жидкости.
- •Силы, действующие в жидкости. Понятие об идеальной жидкости.
- •Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства.
- •Дифференциальные уравнения равновесия жидкости.
- •8. Основное уравнение гидростатики
- •9. Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления.
- •10. Сила давления жидкости на плоскую стенку
- •11. Сила давления жидкости на цилиндрические и сферические поверхности.
- •12. Плавание тел.
- •13. Основы кинематики и динамики жидкости.
- •14. Кинематика жидкости. Основные понятия и определения.
- •15. Кинематические элементы и струйная модель потока.
- •17. Гидравлические элементы потока (живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус).
- •18. Понятие о расходе и средней скорости.
- •16. Виды движения (установившееся, неустановившееся, равномерное, неравномерное).
- •19.Уравнение неразрывности
- •20. Дифференциальное уравнение движения жидкости
- •21. Уравнение бернулли для элементарной струйки невязкой жидкости. Гидравлический смысл уравнения Бернулли.
- •22.Уравнение д.Бернулли для элементарной струйки вязкой жидкости.
- •26.Основы подобия потоков. Виды подобия. Масштабы подобия.
- •27.Критерии подобия
- •29. Закон распределения скоростей по сечению.
- •35. Структура потока. Касат напряжения и эпюра скоростей.
- •36. Понятие о гидравлически гладких и шероховатых трубах.
- •37. Коэффициенты λ и с. Законы гидравлического сопротивления.
- •38. Местные сопротивления. Простейшие местные сопротивления.
- •39. Внезапное расширение русла.
- •40. Постепенное расширение трубы.
- •41. Сужение труб.
- •42. Поворот трубы.
- •43. Истечение жидкости через малые отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре
- •44. Истечение при несовершенном сжатии
- •45. Истечение под уровень.
- •46. Истечение через насадки при постоянном напоре
- •47. Условие безотрывного режима истечения. Виды насадков.
- •48. Истечение через отверстия и насадки при переменном напоре (опорожнение сосудов)
- •49. Гидравлический расчет трубопровода (простого).
- •50. Три типа задач на расчет простого трубопровода
- •52. Параллельное соединение
- •53. Разветвленное соединение.
- •54. Основы расчета газопроводов
- •55. Гидравлический удар в тубах
- •56. Теория гидравлического удара н.Е. Жуковского
- •59. Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости Навье-Стокса
- •60. Уравнения Рейнольдса
35. Структура потока. Касат напряжения и эпюра скоростей.
Логарифмический закон.
S= -толщина пограничного слоя. τ=τ’+ =
- длинна пути перемешивания- величина характер интенсивность поперечного перемещения частиц жидкости.
36. Понятие о гидравлически гладких и шероховатых трубах.
А) трубы гидравлически гладкие.
Б) Вихри создают дополнительное сопротивление -> трубы гидравлически шероховатые.
Характеризует шероховатость безразмерной величиной
- абсолютная шероховатость
r – радиус трубы
– относительная шероховатость
- относительная гладкость
Эквивалентная шероховатость – такая шероховатость, при которой потери напора в трубе получаются такими же, как и при фактической неоднородной шероховатости. Значение приводится в справочниках.
37. Коэффициенты λ и с. Законы гидравлического сопротивления.
Для гидравлически гладких труб:
формула Голазиуса при
формула Конакова до Re=6*105
Для шероховатых труб:
Формула Никурадзе
универсальная формула А.Д. Альтшуля:
где Δэ - эквивалентная абсолютная шероховатость.
Формула Шифренсона (упрощенная формула Альтшуля):
Если ф. Голазиуса.
ф. Альтшуля.
ф. Шифренсона
- формула Павловского
n – коэффициент шероховатости. Зависит от материала или составления труб (табличные данные)
R – гидравлический радиус
- формула Зегжда
Рис. 4.7. График Никурадзе
Прямая I соответствует ламинарному режиму движения жидкости.
Далее на графике можно рассматривать три области.
Первая область - область малых Re и Δ/r0, где коэффициент λ не зависит от шероховатости, а определяется лишь числом Re (отмечена на рис.4.7 прямой II ). Это область гидравлически гладких труб. Если число Рейнольдса лежит в диапазоне 4000 < Re < 10(d / Δ э) коэффициент λ определяется по полуэмпирической формуле Блазиуса
Для определения существует также эмпирическая формула П.К. Конакова, которая применима для гидравлически гладких труб
Во второй области, расположенной между линий II и пунктирной линией справа, коэффициент λ зависит одновременно от двух параметров - числа Re и относительной шероховатости Δ/r0, которую можно заменить на Δэ. Для определения коэффициента λ в этой области может служить универсальная формула А.Д. Альтшуля:
Третья область - область больших Re и Δ/r0, где коэффициент λ не зависит от числа Re, а определяется лишь относительной шероховатостью (область расположена справа от пунктирной линии). Это область шероховатых труб, в которой все линии с различными шероховатостями параллельны между собой. Эту область называют областью автомодельности или режимом квадратичного сопротивления, т.к. здесь гидравлические потери пропорциональны квадрату скорости.
Определение λ для этой области производят по упрощенной формуле Альтшуля:
38. Местные сопротивления. Простейшие местные сопротивления.
Местные потери энергии связаны с существенными геометрическими трансформациями потока и с местными отрывами вихрей. Все эти процессы в определяющей степени зависят от вида и от формы местного сопротивления.
Многообразие форм местных препятствий и сложных гидродинамических процессов в них не позволили до настоящего времени разработать общую теорию расчета коэффициентов местных сопротивлений. Этим объясняется тот факт, что в инженерных расчетах широко используются результаты экспериментальных исследований. Имеются справочные данные для наиболее распространенных видов местных сопротивлений. Теоретические результаты получены лишь для простейших видов местных сопротивлений. Например, для внезапных расширения и сужения потока (рис. 6.15)
Коэффициенты местных сопротивлений зависят от числа Рейнольдса, но лишь при относительно малых значениях Re <5.0 -10 При значениях Re > 5.0 • 10 считается возможным этой зависимостью пренебречь.