Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
вот по гидро.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
492.03 Кб
Скачать

1. Гидравлика - одна из древнейших технических наук. Еще за 250 лет до н.э. в древней Греции появились первые трактаты о механике жидкости, а закон Архимеда - действует и сегодня. Особый интерес человек проявил к жидкостям на самой ранней стадии своего развития. Вода и воздух (иначе жидкость и газ) были отнесены к числу основных стихий природы уже первобытным человеком. История свидетельствует об успешном решении ряда практических задач с использованием жидкостей уже на самих ранних стадиях развития человека. Первым же научным трудом по гидравлике следует считать трактат Архимеда «О плавающих телах» (250 г. до н. э.)- Однако в дальнейшем на протяжении нескольких столетий в развитии человечества наступила эпоха всеобщего застоя, когда развитие знаний и практического опыта находились на весьма низком уровне. В последующую за этим эпоху возрождения началось бурное развитие человеческих знаний, науки, накопление практического опыта. Наравне с развитием других наук начала развиваться и наука об изучении взаимодействия жидких тел. Первыми крупными работами в этой области следует считать работы Леонардо да Винчи (1548-1620) - в области плавания тел, движения жидкостей по трубам и каналам. В работах Галилео Галилея (1564 - 1642) были сформулированы основные принципы равновесия и движения жидкости; работы Эванджелиста Торичелли (1604 - 1647) были посве-щены решению задач по истечению жидкости из отверстий, а Блез Паскаль (1623 - 1727) исследовал вопросы по передаче давления в жидкости. Основополагающие и обобщающие работы в области механики физических тел, в том числе и жидких, принадлежат гениальному английскому физику Исааку Ньютону (1643 - 1727), который впервые сформулировал основные законы механики, закон всемирного тяготения и закон о внутреннем трении в жидкостях при их движении. Развитию гидромеханики (гидравлики) как самостоятельной науки в значительной степени способствовали труды русских учёных Даниила Бернулли

(1700 - 1782), Леонарда Эйлера (1707 - 1783), М.В. Ломоносова (1711 - 1765). Работы этих великих русских учёных обеспечили настоящий прорыв в области изучения жидких тел: ими впервые были опубликованы дифференциальные уравнения равновесия и движения жидкости Эйлера, закон сохранения энергии Ломоносова, уравнение запаса удельной энергии в идеальной жидкости Бернулли. Развитию гидравлики как прикладной науки и сближению методов изучения теоретических и практических вопросов используемых гидравликой и гидромеханикой способствовали работы французских учёных Дарси, Буссинэ и др., а также работы Н.Е. Жуковского. Благодаря трудам этих учёных, а также более поздним работам Шези, Вейсбаха, Прандля удалось объединить теоретические исследования гидромеханики с практическими и экспериментальными работами, выполненными в гидравлике. Работы Базена, Пуа-

зейля, Рейнольдса, Фруда, Стокса и др. развили учение о динамике реальной (вязкой жидкости). Дифференциальное уравнение Навье - Стокса позволило описать движение реальной жидкости как функцию параметров этой жидкости в зависимости от внешних условий. Дальнейшие работы в области теоретической и прикладной гидромеханики были направлены на развитие методов решения

практических задач, развитие новых методов исследования, новых направлений: теория фильтрации, газо- и аэродинамика и др.

2.Свойства жидкостей

Жидкость – физическое тело, имеющее свойства текучести (принимает форму сосуда в котором находится), малой сжимаемости Жидкости характеризуются следующими свойствами:

  1. Плотность – отношение массы тела к объему (масса единицы объема), единицы измерения - кг/м3, для воды =1000 кг/м3

  2. Удельный вес – вес единицы объема (отношение веса тела к его объему), единицы измерения н/м3 (ньютон на кубический метр, 1 ньютон = 9.81 кГ (кГ – килограмм-сила), единица измерения ньютона – кг*м/с2. Для воды удельный вес =9810 н/м3. Удельный вес связан с плотностью следующей зависимостью: =*g, где g – ускорение свободного падения, g =9.81 м/с2.

  3. Объемное сжатие. При приложении к жидкости внешнего давления жидкость будет уменьшаться в объеме, характеризуется это явление коэффициентом объемного сжатия.

  4. Температурное расширение. При нагревании (охлаждении) жидкости происходит изменение объема, характеризуется температурное расширение коэффициентом температурного расширения.

Изменением объема при изменении давления и температуры в обычных условиях можно пренебречь, поэтому величины соответствующих коэффициентов не даются.

  1. Вязкость- свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу (касательным усилиям). Вязкость характеризуется коэффициентами вязкости, коэффициентом динамической вязкости  и коэффициентом кинематической вязкости . Эти коэффициенты связаны следующей зависимостью  = /, коэффициент кинематической вязкости измеряется в м2/с. Для воды коэффициент кинематической вязкости равен: - при температуре 10 градусов 1.31*10-6, при 20 градусах – 1.01*10-6 м2/с.

3. Гидростатическое давление – отношение силы давления к площади, p=P/S, где р – давление; Р – сила давления; S – площадь, к которой приложена сила давления. Гидростатическое давление измеряется в н/м2 (ньютон на квадратный метр), 1 н/м2 = 1 Па (паскаль). Очень широко используется единица измерения гидростатического давления – техническая атмосфера (ат), 1 ат = 1 кГ/см2 = 105 Па. Гидростатическое давление может измеряться высотой столба жидкости, 1 ат = 10 м.в.ст. (метр водного столба жидкости) или 760 мм ртутного столба. Гидростатическое давление действует перпендикулярно к рассматриваемой поверхности и распространяется во всех направлениях равномерно. Основное уравнение гидростатики – давление в точке жидкости Р складывается из давления на поверхность жидкости ро и давления столба жидкости  * h . Полное или абсолютное давление в точке равно р = ро +  * h

Избыточное давление ризб = р - ро = *h

Вакууметрическое давление (вакуум) – недостаток давления до атмосферного рвак = рат - р

Свойства гидростатического давления:

  1. В любой точке жидкого тела одинаково во всех направлениях (не зависит от угла наклона площадки),

  2. Есть функцией оси координат,

В жидкости действуют не сосредоточенные, а распределенные силы. Все силы разделяют на массовые (распределенные по массе - силы тяжести, инерции) и поверхностные (распределенные по поверхности - силы трения, давления)..