- •Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Основы гидравлики
- •Содержание
- •1. Рабочая программа 7
- •2. Гидростатика 10
- •3. Основы кинематики и динамики жидкости 34
- •4. Гидравлические сопротивления 51
- •5. Гидравлический расчет трубопроводов 65
- •Введение
- •1.Рабочая программа
- •Введение
- •2.Гидростатика
- •2.1.Основные физические свойства жидкости и газа.
- •2.2.Вязкость жидкости.
- •2.3.Силы, действующие в жидкости
- •2.4.Абсолютное Гидростатическое давление и его свойства
- •2.5.Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
- •2.6.Поверхность равного давления и ее свойства
- •2.7.Основное уравнение гидростатики
- •2.8.Приборы для измерения абсолютного, манометрического давлений и давления вакуума
- •2.9.Сила давления жидкости на наклонную плоскую стенку
- •2.10.Точка приложения силы давления жидкости на плоские стенки.
- •2.11.Сила давления жидкости на криволинейные поверхности
- •2.12.Примеры и задачи
- •3.Основы кинематики и динамики жидкости
- •3.1.Основные понятия и определения гидродинамики
- •3.2.Уравнение неразрывности потока
- •3.3.Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости
- •3.4.Уравнение Бернулли для струйки и потока реальной жидкости
- •3.5.Интерпритации уравнения Бернулли
- •3.6.Примеры и задачи
- •4.Гидравлические сопротивления
- •4.1.Виды гидравлических сопротивлений
- •4.2.Ламинарное и турбулентное движение жидкости
- •4.3.Основное уравнение равномерного движения
- •4.4.Ламинарный режим движения
- •4.5.Турбулентный режим движения
- •4.6.Экспериментальные исследования коэффициента гидравлического сопротивления
- •4.7.Примеры и задачи
- •5.Гидравлический расчет трубопроводов
- •5.1.Расчет Коротких трубопроводов
- •5.1.1.Уравнение простого трубопровода
- •5.1.2.Первый тип расчета
- •5.1.3.Второй тип расчета
- •5.1.4.Третий тип расчета
- •5.2.Расчет газопроводов при малых перепадах давлений
- •5.3.Примеры и задачи
- •5.4.Расчет газопроводов при Больших перепадах давлений
- •5.5.Гидравлический удар в трубах
- •5.6.Примеры и задачи
- •6.Гидравлический расчет истечения жидкостей
- •6.1.Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке
- •6.2.Истечение жидкости через внешний илиндрический насадок.
- •8.2.Гидравлические элементы живого сечения потока в канале.
- •8.3.Основные расчетные формулы для открытых русел
- •8.4.Основные задачи при расчете трапецеидальных каналов на равномерное движение воды.
- •8.5.Расчет безнапорных труб
- •8.6.Примеры и задачи
- •9.Литература
5. Гидравлический расчет трубопроводов 65
5.1. Расчет Коротких трубопроводов 65
5.1.1. Уравнение простого трубопровода 65
5.1.2. Первый тип расчета 67
5.1.3. Второй тип расчета 67
5.1.4. Третий тип расчета 68
5.2. Расчет газопроводов при малых перепадах давлений 70
5.3. Примеры и задачи 72
5.4. Расчет газопроводов при Больших перепадах давлений 72
5.5. Гидравлический удар в трубах 72
5.6. Примеры и задачи 76
6. Гидравлический расчет истечения жидкостей 80
6.1. Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке 80
6.2. Истечение жидкости через внешний илиндрический насадок. 83
6.3. Примеры и задачи 87
7. Относительное движение жидкости и твердого тела 88
7.1. Сопротивление трения 88
7.2. Сопротивление Давления 88
7.3. Суммарное сопротивление при обтекании твердого тела 88
7.4. Скорость витания 88
7.5. Примеры и задачи 88
8. Равномерное движение жидкости в открытых руслах. 89
8.1. Предварительные замечания. 89
8.2. Гидравлические элементы живого сечения потока в канале. 90
8.3. Основные расчетные формулы для открытых русел 91
8.4. Основные задачи при расчете трапецеидальных каналов на равномерное движение воды. 92
8.5. Расчет безнапорных труб 93
8.6. Примеры и задачи 93
9. Литература 94
Введение
Изучение курса «Гидравлика» в заочных вузах включает в себя работу с книгой, решение задач, выполнение контрольной работы.
В контрольную работу входят три задания. Каждое задание содержит две задачи и четыре вопроса.
Первое контрольное задание посвящено физическим свойствам жидкостей и гидростатике. Второе задание включает основные уравнения гидравлики и гидравлические сопротивления. Третье задание посвящено расчету трубопроводов для жидкостей, газов и истечению жидкостей из отверстий и насадков.
Задания, оформленные соответствующим образом, студент высылает в университет для проверки. Только после выполнения контрольной работы студент допускается к зачету по гидравлике.
В связи с инженерным характером курса большую роль играет решение расчетных примеров и задач. Приступая к самостоятельному решению задачи, студент должен предварительно обдумать схему решения, найти нужные формулы. Выполненная в масштабе расчетная схема оказывает, как правило, большую помощь. При решении задач чрезвычайно важно следить за соблюдением правильной размерности всех входящих величин. Недостаточное внимание к размерности является наиболее частой причиной ошибок. При выполнении работы следует пользоваться Международной системой единиц измерения (СИ).
1.Рабочая программа
№ |
Наименование темы |
Основное содержание темы |
Часы |
|
дн. |
БО |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
четвертый семестр |
|
|
1 |
Введение |
для самостоятельной проработки |
0 |
|
2 |
Физические свойства жидкости и газа. |
Модель сплошной среды и границы её применимости. Капельные и газообразные жидкости и их свойства: плотность, сжимаемость, температурное расширение, давление насыщенного пара, уравнение состояния газа. Закон Ньютона внутреннего трения в жидкости. |
2 |
|
3 |
Давление в покоящейся жидкости. |
Массовые и поверхностные силы. Напряжения. Гидростатическое давление и его свойства. Основное уравнение гидростатики. Абсолютное, манометрическое, избыточное давления. Вакуум. Закон Паскаля. |
2 |
|
4 |
Силы давления жидкости на поверхности. |
для самостоятельной проработки |
0 |
|
5 |
Основные понятия кинематики и динамики жидкости. |
Установившееся движение, линия и трубка тока, элементарная струйка и поток. Виды потоков: напорный, безнапорный, гидравлические струи. Поперечные сечения. Площадь, смоченный периметр и эквивалентный диаметр. |
1 |
|
6 |
Основные уравнения гидродинамики. |
Уравнение неразрывности потока. Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока идеальной и реальной жидкости. Физический смысл и графическое представление уравнения Бернулли. Виды гидравлических сопротивлений. |
3 |
|
7 |
Режимы движения жидкости. |
для самостоятельной проработки |
0 |
|
8 |
Ламинарное течение жидкости. |
Распределение скорости в поперечном сечении круглой трубы. Расход, средняя скорость. Формула Пуазейля. Коэффициент гидравлического сопротивления. |
2 |
|
9 |
Турбулентное течение жидкости. |
Структура турбулентного потока. Осредненные скорости. Пульсации скоростей. Касательные напряжения. Опыты Никурадзе. Определение потерь напора в круглой трубе при турбулентном режиме. |
2 |
|
10 |
Гидравлический расчет трубопроводов. |
Классификация трубопроводов: короткие и длинные, простые и сложные. Основные задачи расчета трубопроводов. Расчет короткого трубопровода. Расчет длинного трубопровода. |
3 |
|
11 |
Истечение жидкости из отверстий и насадков. |
Истечение через малое отверстие и внешний цилиндрический насадок. Виды насадков. |
2 |
|
12 |
Относительное движение тела и жидкости. |
для самостоятельной проработки |
0 |
|
13 |
Безнапорное движение жидкости |
Геометрические характеристики каналов. Расчет скоростей и расходов. Формулы Шези. Расчет безнапорных труб. |
1 |
|
|
|
ВСЕГО |
18 |
|