2.Указания к изучению теоретической части курса

2.1.Гидростатика

В этом разделе программы изучается поведение жидкостей и газов в состоянии покоя, а также рассматриваются методы определения их давления на соприкасающиеся с ними тела. Весьма важно усвоить разницу между единичным (гидростатическим) давлением, имеющим размерность напряжения, и суммарным давлением, имеющим размерность силы.

До сих пор для измерения, гидростатического давления на практике широко использовались физическая атмосфера, техническая атмосфера, миллиметры ртутного и водяного столба.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу давления принято равномерно распределенное давление, при котором на 1 м² приходится сила, равная 1 ньютону (1 паскаль).

Рассматривая дифференциальные уравнения равновесия жидкости Эйлера, следует усвоить физический смысл всех входящих в них величин. Дифференциальные уравнения гидростатики позволяют просто и быстро решать задачи в случае относительного равновесия жидкостей, когда к силам тяжести присоединяются другие силы.

Чтобы изучить давление жидкости на плоские и криволинейные стенки, нужно, прежде всего, получить навыки в построении эпюр давления. Обратить внимание на методы определения вертикальной и горизонтальной составляющих силы суммарного давления на криволинейные поверхности. Ознакомиться с Основными данными о равновесии газов.

2.2.Движение невязкой жидкости

Необходимо ознакомиться с классификацией видов движения жидкости (установившееся и неустановившееся, равномерное и неравномерное и пр.) и другими основными понятиями гидродинамики (траектория жидкой частицы, линия тока, элементарная струйка и пр.). Особое внимание уделить усвоению дифференциальных уравнений гидродинамики: уравнения Эйлера, уравнения неразрывности, характеристического уравнения, ознакомиться с выводом этих уравнений, усвоить физический смысл входящих в них величин и знать, как производится их интегрирование в простейших случаях (интеграл Бернулли). Не следует забывать, что при выводе дифференциальных уравнений Эйлера принимаются вполне определенные условия движения жидкости: струйчатая модель, отсутствие вязкости, медленная изменяемость и др. Эти условия ограничивают область применения выведенных уравнений и поэтому в большинстве случаев практики эти уравнения нуждаются в поправках.

2.3.Основные уравнения гидравлики

Эта тема особенно важна для усвоения всех практических разделов гидравлики (движение в трубах, истечение из отверстий и др.). Ее изучение следует начать с уяснения основных понятий о потоке жидкости и его элементах, затем перейти к выводу уравнения постоянства расхода и уравнения Бернулли. Эти два уравнения являются главнейшими формулами гидравлики и аэродинамики, с помощью которых может быть решена любая практически важная задача (расчет трубопроводов, измерительных устройств, насосов и вентиляторов, струйных аппаратов и пр.).

Особенно важно уяснить физический (энергетический и геометрический) смысл уравнения Бернулли. Для этого необходимо решить несколько задач (особенно задачу о трубе Вентери) и выполнить лабораторные работы.

В заключение нужно рассмотреть уравнение Бернулли для сжимаемой жидкости (газа) и уяснить характер изменения скорости движения газа вдоль трубы переменного сечения при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях.