Гидромеханика - раздел механики, в котором изучаются равновесие и движение жидкостей, а также взаимодействие между жидкостью и обтекаемыми ею поверхностями или телами. Гидравлика - наука о законах равновесия и движения жидкостей и о способах приложения этих законов для решения практических задач Предмет гидравлики и его значение
Жидкость - это текучие среды (вещества), способные самопроизвольно занимать и принимать форму всего объема сосуда, в котором они заключены. Основные физические свойства жидкости
Различают следующие виды жидкостей: идеальная жидкость — обладает абсолютной текучестью, абсолютно не сжимаема и в ней полностью отсутствуют силы сцепления между частицами; реальная жидкость — обладает всеми указанными выше свойствами. Главные и основные свойства жидкости — текучесть и вязкость; гомогенная жидкость — жидкость, состоящая из одного или нескольких компонентов, не имеющих границу раздела между собой (истинные растворы); гетерогенная жидкость — жидкость, состоящая из одного или нескольких компонентов, которые имеют границу раздела между собой — двух или трехфазные системы (суспензии, дымы, пыли, туманы и эмульсии). Основные физические свойства жидкости
Плотность Плотность жидкости - это масса единицы объёма Основные физические свойства жидкости m — масса жидкости, кг; V — объём жидкости, м 3.
Удельный вес Удельным весом жидкости называется вес единицы её объёма. Основные физические свойства жидкости относительный удельный вес – это отношение удельного веса рассмат - риваемой жидкости к удельному весу пресной воды
Сжимаемость жидкости Сжимаемость жидкости - это свойство жидкостей изменять свой объём при изменении давления. Основные физические свойства жидкости
Температурное расширение жидкости Температурное расширение жидкости проявляется в том, что она может изменять свой объем при изме -нении температуры. Основные физические свойства жидкости
Растворение газов Растворение газов — способность жидкости поглощать (растворять) газы, находящиеся в соприкосновении с ней. Основные физические свойства жидкости
Кипение Кипением называют образо - вание большого числа пузырь- ков пара, всплывающих и лопа - ющихся на поверхности жид- кости при её нагревании. Температура кипения — это тем- пература, при которой давление насыщенного пара данной жид- кости равно атмосферному давлению. Основные физические свойства жидкости
Вязкость Вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее слоев. Основные физические свойства жидкости
Закон жидкостного трения Основные физические свойства жидкости
ламинарный режим движения – это с лоистое движение жидкости, при котором отсутствуют изменения (пульсации) местных скоростей, приводящие к перемешиванию жидкости. турбулентный режим движения - это д вижение жидкости, при котором происходят изменения (пульсации) местных скоростей, приводящие к перемешиванию жидкости Режимы течения жидкостей
Критическое число Рейнольдса Ламинарный режим Турбуленьный режим Режимы течения жидкостей
Критическое число Рейнольдса β - Коэффициент перемежаемости. β = 0, движение ламинарное, если β = 1, движение полностью турбулентное. Режимы течения жидкостей
– раздел гидравлики, в котором изучают законы равновесия жидкостей, находящихся в покое. Массовые силы – это силы действующие на все частицы рассматриваемого объема жидкости. (силы тяжести, силы инерции) Поверхностные силы – это силы действующие на поверхности жидкости. (атмосферное давление, силы трения о стенки сосуда) Все эти силы создают в неподвижной жидкости равнодействующую силу, которая называется гидростатической силой. Гидростатика
- среднее гидростатичес - кое давление Гидростатическое давление всегда направлено по внутренней нормали к площадке, на которую оно дейст - вует, и его величина действует в произвольной точке не зависит от Ориентации этой площадки в пространстве Гидростатика
Силы давления: На верхнюю грань На нижнюю грань Вес столбика жидкости, где Равнодействующая сил: - - = - - = 0 = = - основное уравнение гидростатики Закон Паскаля: Внешнее давление, производимое на свободную поверхность покоящейся жидкости, передается одинаково всем ее точкам по всем направлениям. Гидростатика
Закон Архимеда: на тело, погружен- ное в жидкость, действует выталки - вающая сила, равная весу жидкости, Объем которой равен объему погру - женного тела. ! Для плавания тела необходимо, чтобы вес вытесняемый этим телом ж идкости был равен или превышал вес самого тела. Гидростатика
Гидродинамикой называют раздел гидравлики, в котором изучается движение жидкости, обусловленное действием приложенных к ней внешних сил. Поток жидкости – это движение массы жидкости, ограниченной полностью или частично какой-либо поверхностью. Установившееся движение – это движение при котором давление и скорость жидкости в любой точке занятого ею пространства с течением времени не изменяются. Неустановившееся движение – это движение при котором в каждой точке пространства, занятом жид- костью, скорость и давление изме - няются с течением времени. гидродинамика
Равномерное движение – это такое движение жидкости при котором скорости с сходственных точках двух смежных сечений потока жидкости равны между собой. НЕравномерное движение – это такое движение жидкости при котором скорости с сходственных точках двух смежных сечений потока жидкости НЕ равны между собой. Напорное движение жидкости – это движение где стенки полностью ограничивают поток жидкости. Безнапорное движение жидкости – это движение где ограничение потока стенками частичное. Линия тока – воображаемая кривая, проведенная внутри потока жидкости таким образом, что скорости всех ча - стиц, находящихся в ней в данный момент времени касательны к этой кривой. гидродинамика
Трубка тока – это линии тока, проведенные через элементарную площадку Δ S в попереч - ном сечении потока жидкости. Элементарная струйка – это жидкость внутри трубки тока. Живым сечением элементарной струйки называют поверхность перпендикулярную к линии тока. Живое сечение потока – это сумма живых сечений элементарных струек. Смоченный периметр – это линия соприкосновения жидкости с твердыми стенками, ограничивающими поток в данном живом сечении. Гидравлический радиус: S - площадь живого сечения; x – длина смоченного периметра. гидродинамика
Гидравлический радиус для труб полностью заполненных жидкостью: Объем или масса жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени, называют объёмным ( Q=[ м 3 /с ]) или массовым ( m = [ кг/с ] ) расходом жидкости. Средняя скорость потока: Q – объемный расход S – площадь живого сечения гидродинамика R = a b b a a a
Уравнение Бернули - динамическое давление – гидростатичес -кое давление - статическое давление Удельная механическая энергия при установившемся движении элементарной струйки идеальной жидкости, представляющая собой сумму удельной потенциальной энергии положения и давления и удельной кинитической энергии, есть величина постоянная. гидродинамика
