4 Содержание дисциплины

4. 1 Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	ЛР
1	Введение	0,25
2	Жидкость как объект исследования	0,25
3	Характеристика движения жидкости	0,50	2
4	Уравнения движения и равновесия	1,00
5	Уравнения энергии	2,0	2
6	Основы теории подобия и моделирования	0,5
7	Потери энергии при движении жидкости	1,00	4
8	Силовое воздействие потока с твёрдым телом	0,25
9	Истечение жидкости через отверстия	0,25
10	Гидравлические машины	5,0	2
11	Объёмный гидропривод	0,5
12	Пневмопривод	0,25
13	Гидродинамические передачи	0,25

4.2 Содержание разделов для самостоятельного изучения

1. Введение – 0,5 ч.

Основы технической гидромеханики, краткие исторические сведения о развитии технической гидромеханики. Модели сплошной среды.

2. Жидкость как объект исследования – 1,5 ч.

Основные физические свойства жидкости: текучесть и вязкость; плотность и удельный вес; силы и напряжения, действующие в жидкости; идеальная и реальная жидкость; ньютоновская и неньютоновская жидкости.

3. Характеристика движения жидкости – 2,5 ч.

Два метода описания движения жидкости. Виды движения и их классификация: неустановившееся и установившееся (равномерное, неравномерное, плавноизменяющееся и резкоизменяющееся) движение несжимаемой жидкости; безвихревые (потенциальные) и вихревые движения; теорема Каши – Гельмгольца; напорные, безнапорные и свободные движения; сплошное и прерывистое движение; осесимметричное и неосесимметричное движение; одномерное движение; ламинарное и турбулентное движение.

Кинематические характеристики движения жидкости: поток жидкости, локальная (мгновенная и осреднённая) и средняя скорость; поле скоростей; ускорение движения жидкой частицы (субстанциональная производная); геометрические характеристики потока; элементарная струйка; живое сечение; расход жидкости; профиль (эпюра скоростей); уравнение сплошности течения, гидравлические радиус и эквивалентный диаметр.

4. Уравнения движения и равновесия – 4,5 ч.

Уравнения движения в напряжениях: уравнения неразрывности для жидкости и газов. Физическая сущность вязкости, понятие о гидродинамическом пограничном слое. Дифференциальные уравнения движения реальной жидкости (уравнения Навье - Стокса). Уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера). Структурная связь уравнений движения и равновесия.

5. Уравнения энергии – 6,0 ч.

Интеграл Бернулли. Энергетический смысл интеграла Бернулли. Уравнение Бернулли для моделей невязкой, вязкой, несжимаемой и сжимаемой жидкости при установившемся движении. Геометрический смысл уравнения Бернулли. Примеры практического использования уравнения Бернулли, приборы для определения расхода и давления.

6. Основы теории подобия и моделирования – 2,0 ч.

Теория подобия и метод анализа размерностей. Теоремы подобия, определяющие и неопределяющие критерии. Автомодельность, π – теорема.

7. Потери энергии при движении жидкости – 4,0 ч.

Характер и виды потерь энергии. Ламинарный режим движения (закон распределения скоростей по сечению трубопровода, средняя скорость и расход, касательные напряжения и гидравлическое сопротивление). Ламинарное течение жидкости в узких щелях. Облитерация щелей. Основные характеристики турбулентного движения. Турбулентные касательные напряжения и механизм их возникновения. Полуэмпирическая теория турбулентности Л. Прандтля. Гидравлическое сопротивление при турбулентном движении, гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Расчёт потерь энергии по длине и в местных сопротивлениях.

8. Силовое взаимодействие потока с твёрдым телом – 2,0 ч.

Силовое воздействие установившегося потока на неподвижную и движущуюся преграду; воздействие струи на твёрдые преграды; обтекание тел жидкостью; подъёмная сила и сила лобового сопротивления. Теоретические основы гидротранспорта, применение гидротранспорта в пищевой промышленности.

Явление гидравлического удара. Формула Н. Е. Жуковского. Понятие о волновых процессах в гидромагистралях гидроприводов и трубопроводах. Защита трубопроводов от гидравлических ударов. Гидравлический таран и гидроимпульсатор.

9. Истечение жидкости через отверстия – 2,0 ч.

Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном и переменном напоре. Истечение жидкости через насадки.

10. Гидравлические машины – 10,0 ч.

Классификация насосов. Основные параметры работы насосов и их характеристики: подача и напор, мощность и КПД, высота всасывания и кавитация в насосах. Кавитационный запас, формула С. С. Руднева. Характеристики насосов: рабочая, универсальная, относительная, кавитационная. Поле характеристик насосов, энергетическая и регулировочная характеристики.

Насосно – аккумуляторные станции. Характеристика сети. Рабочая точка насоса. Регулирование насоса на сеть. Основы регулирования работы на сеть: законы пропорциональности; основы теории подобия лопастных насосов, коэффициент быстроходности.

Способы регулирования работы динамического насоса на сеть: задвижкой (дросселированием) и изменением характеристики насоса (изменением частоты вращения, регулирование утечками, перепуском, «искусственным голоданием», изменением рабочего объёма насоса. Совместная (параллельная) работа насосов на сеть: объёмных, объёмного и центробежного насосов.

Устройство, принцип работы, области применения и основы расчета динамических (центробежные, вихревые, осевые, дисковые червячные) и объёмных (поршневые и плунжерные, роторные, диафрагменные, шланговые, водокольцевые, винтовые) насосов.

11. Объёмные гидроприводы – 4,0 ч.

Основы гидропривода. Структура, классификация и элементы гидропривода. Типовые схемы гидропривода.

Классификация гидроаппаратов и типовые схемы их применения.

Основные энергетические соотношения и внешние характеристики гидропривода. Регулирование скорости выходного звена гидродвигателя.

12. Пневмопривод -2,0 ч.

Основы пневмопривода. Основные схемы пневмопривода. Пневматические двигатели. Регулирование пневмопривода.

13. Гидродинамические передачи – 2,0 ч.

Назначение и области применения гидродинамических передач. Принцип действия и классификация. Рабочие жидкости.