гидравлика [DOC]

E-Book Overview

Учебно–методический комплекс и рабочая учебная программа для студентов специальности 270201.65 "Мосты и транспортные тоннели". Н.Новгород: МИИТ, 2011. – 127 с.Комплекс позволит: иметь представление: об основных принципах, используемых в гидравлике при изучении общих законов равновесия и движения жидкостей и газов, а также современных методик применения этих законов и точности гидравлических расчетов при решении инженерных задач, связанных с использованием жидкостей и газов; знать и уметь использовать: законы движения жидкостей и газов, физическую сущность явлений, изучаемых гидравликой; формы движения жидкости и уравнения, которыми они описываются; иметь опыт: проведения расчетов равномерного и неравномерного движения жидкости и газа; рассчитывать трубопроводы.Содержание разделов дисциплины: Введение. Определение гидравлики как науки и связь ее с другими дисциплинами. Гидростатика. Понятия о структуре жидкости. Основные физические свойства жидкости. Понятие о вязкой и идеальной (невязкой) жидкостях. Силы, действующие в жидкостях. Гидростатическое давление и его свойства. Абсолютное и избыточное давление. Вакуум. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера). Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля и его технические приложения. Приборы для измерения давления. Относительное равновесие жидкости. Определение давления жидкости при относительном равновесии. Уравнение свободной поверхности. Сила давления жидкости на плоские поверхности. Центр давления и определение его координат. Эпюры гидростатического давления и их использование для определения силы и центра давления на плоскую прямоугольную поверхность. Давление на горизонтальные поверхности. Гидростатический парадокс. Сила давления жидкости на криволинейные (цилиндрические) поверхности. Тело давления. Закон Архимеда. Основы теории плавания тел. Основные понятия гидродинамики: поток, живое сечение, расход, местная и средняя скорости, смоченный периметр, гидравлический радиус. Виды движения жидкости: установившееся и неустановившееся, равномерное и неравномерное, напорное и безнапорное, плавно изменяющееся и не плавно изменяющееся движение жидкости. Условие неразрывности течения. Уравнение неразрывности потока жидкости в гидравлической форме (уравнение постоянства расхода). Уравнение Бернулли для идеальной несжимаемой жидкости. Полная удельная энергия частицы жидкости, энергетический и геометрический смысл всех ее составляющих. Вязкая жидкость. Обобщенная гипотеза Ньютона о связи между напряжениями и скоростями деформации. Уравнения Навье–Стокса. Уравнение Бернулли для струйки вязкой жидкости. Учет неравномерности распределения осредненных скоростей по живому сечению при определении кинетической энергии потока реальной жидкости. Коэффициент кинетической энергии. Его физический смысл. Уравнение Бернулли для потока жидкости, его геометрическая и энергетическая интерпретация. Связь между скоростью и гидродинамическим давлением. Полная удельная энергия потока в рассматриваемом сечении (полный гидродинамический напор). Энергетический и геометрический смысл составляющих полного напора. Графическое представление уравнения Бернулли. Пьезометрическая и напорная линии. Гидравлический и пьезометрический уклоны. Практическое применение уравнения Бернулли (водомер Вентури, расходомерная шайба). Режимы движения жидкостей: ламинарный и турбулентный. Смена режимов движения жидкости. Число Рейнольдса. Критическое число Рейнольдса для труб и некруглых поперечных сечений. Гидравлические сопротивления. Физическая природа гидравлических сопротивлений и их виды. Гидравлические сопротивления и потери напора при движении жидкости. Зависимость потери напора от режима дви