ГидравликаВиВ

Это и будет решением задачи.

Рассмотрим некоторые частные случаи применения формулы (5.29).

А. Струя натекает на плоскую стенку, перпендикулярную потоку

(рис. 5.9, b).

В этом случае 90 ,cos 0,Nдин QV .

B. Стенка имеет чашеобразную форму (рис. 5.9, с). Струя, встречая преграду,

разворачивается на угол 180 . При этом cos 1,Nдин 2 QV .

С. Преграда − плоская стенка, расположенная под углом α к оси струи.

Если пренебречь силами трения жидкости на стенку, то сила действия струи на эту стенку может быть направлена только перпендикулярно ей :

Nдин QV1sin .

Динамические силы, вызванные скоростями V2 и V3 , проекции на ось у не дают.

6. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ГИДРАВЛИКА"

1.Основные физические свойства капельной жидкости (плотность, удельный вес, сжимаемость, тепловое расширение, вязкость, испаряемость, растворимость газов в жидкости).

2.Силы, действующие в жидкости.

3.Свойства гидростатического давления.

4.Система дифференциальных уравнений равновесия жидкости (вывод). Приведение системы к одному уравнению в полных дифференциалах.

5.Уравнение поверхности равного давления.

6.Интегрирование дифференциального уравнения равновесия для случаев:

а) «абсолютного» покоя; б) движения сосуда с жидкостью с переносным ускорением;

в) вращения сосуда с жидкостью вокруг вертикальной оси.

Во всех случаях вывести закон изменения давления по координатам и уравнение, описывающее форму свободной поверхности.

7.Формулы для вычисления силы от давления жидкости на дно сосуда и плоскую наклонную стенку. Определение центра давления.

8.Вычисление силы от давления жидкости на криволинейную стенку (вывод). Понятие о теле давления. Примеры определения тела давления.

9.Плавание тел. Вывод формулы закона Архимеда. Остойчивость плавающего тела.

10.Основные понятия и определения кинематики жидкости. Методы Лагранжа и Эйлера, установившееся и неустановившееся движение, напорное и безнапорное движение, линия и

трубка тока, элементарная струйка и ее свойства, живое сечение, идеальная жидкость. 11. Понятие о расходе. Средняя скорость. Связь между средней скоростью и расходом. Уравнение постоянства расхода при установившемся движении.

12.Дифференциальное уравнение неразрывности для идеальной жидкости

13.Теорема Коши – Гельмгольца. Составляющие скорости жидкой частицы. Вихревое и безвихревое движение. Потенциал скорости. Уравнение Лапласа.

14.Функция тока и ее физический смысл.

15.Система дифференциальных уравнений движения идеальной жидкости и приведение ее к одному уравнению в полных дифференциалах. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли.

16.Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости (вывод). Правила применения уравнения Бернулли.

17.Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости (уравнения Навье − Стокса).

18.Кавитация. Условия ее возникновения, физичеcкие процессы, протекающие в жидкости при кавитации. Кавитационная коррозия. Меры борьбы с кавитацией.

19.Устройства, основанные на уравнении Бернулли − расходомер Вентури, трубка

Пито−Прандтля, эжекционный насос.

20.Общие сведения о гидравлических потерях. Формулы Дарси и Вейсбаха.

21.Уравнение моментов количества движения.

22.Подобие гидромеханических процессов. Геометрическое, кинематическое, динамическое подобие. Критерии Ньютона, Фруда, Эйлера, Рейнольдса.

23.Режимы течения .Опыты Рейнольдса, Критерий Рейнольдса для течения в круглой трубе и его критические значения.

24.Ламинарное течение в круглой трубе. Вывод формул для касательного напряжения, распределения скорости по радиусу трубы, расхода, максимальной и средней скорости,

коэффициента сопротивления трения и коэффициента Кориолиса .

25.Турбулентное течение в круглой трубе. Параметры турбулентности. Эпюра осредненных скоростей. Коэффициент Кориолиса. Понятие о вязком (ламинарном) подслое. Параметры шероховатости труб. Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Формула Блазиуса.

25.Опыты И.Никурадзе. График Никурадзе. Характерные зоны этого графика. Графики для труб с естественной шероховатостью. Понятие об эквивалентной шероховатости. Формулы Альтшуля и Шифринсона. Пределы применимости всех формул для λ.

26.Дифференциальные уравнения движения Рейнольдса.

27.Расчет истечения жидкости через отверстие в тонкой стенке. Истечение при постоянном напоре, переменном напоре, под уровень.

28.Истечение жидкости через насадки. Виды насадков, их параметры и применение в гидравлической технике.

29.Доказательство теоремы Борда для определения коэффициента местного сопротивления при внезапном расширении трубопровода.

30.Расчет коэффициентов сопротивления для диффузора. Явление отрыва потока в диффузоре.

31.Применение теоремы о количестве движения для определения силы воздействия движущегося потока на стенки канала.

32.Определение силы воздействия струи жидкости на преграды различной формы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика.

– М.: Стройиздат, 1987. – 414 с.

2.Большаков В.А., Попов В.Н. Гидравлика. Общий курс. – К.: Выща школа, 1989. – 215 с.

3.Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов /Т.М.Башта, С.С.Руднев, Б.Б.Некрасов и др.

– М.: Машиностроение,1982. – 423 с.

4.Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. – М.: Машиностроение, 1987.

–440 с.

5.Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М. : Наука, 1987. – 898 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ ……………….

2.ГИДРОСТАТИКА …………………………………………………………….

2.1.Силы, действующие в жидкости …………………………………………..

2.2.Дифференциальные уравнения равновесия жидкости …………………...

2.3.Интегрирование дифференциального уравнения равновесия …………...

2.4.Давление жидкости на дно и стенки сосуда ………………………………

2.5.Плавание тел …………………………………………………………………

3.КИНЕМАТИКА ЖИДКОСТИ ……………………………………………….

3.1.Основные понятия и определения кинематики жидкости ……………….

3.2.Дифференциальное уравнение неразрывности для идеальной жидкости ……………………………………………………

3.3.Теорема Коши – Гельмгольца ………………………………………………

3.4.Функция тока ………………………………………………………………...

3.5.Примеры кинематического анализа движения жидкости …………………

4.ГИДРОДИНАМИКА ………………………………………………………….

4.1.Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости …………

4.2.Уравнение Бернулли для потока жидкости ………………………………..

4.3.Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости ……………..

4.3.1.Решение системы уравнений Навье – Стокса……………………………

4.4.Гидравлические устройства, основанные на применении уравнения Бернулли …………………………………………………………

4.5.Кавитация …………………………………………………………………….

4.6.Уравнение моментов количества движения ……………………………….

4.7.Общие сведения о гидравлических потерях ……………………………….

4.8.Подобие гидромеханических процессов …………………………………...

4.9.Режимы течения …………………………………………………………….

4.10.Ламинарный режим течения ……………………………………………….

4.11.Турбулентный режим движения …………………………………………..

4.12.Дифференциальные уравнения движения Рейнольдса …………………..

5.ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ГИДРОДИНАМИКИ …………………………….

5.1.Путевые потери при турбулентном режиме ………………………………..

5.2.Местные потери ………………………………………………………………

5.2.1.Теорема Борда ………………………………………………………………

5.2.2.Гидравлические потери в диффузоре …………………………………….

5.3.Расчет истечения через отверстия и насадки ………………………………

5.3.1.Истечение жидкости через отверстие в тонкой стенке ………………….

5.3.2.Истечение жидкости через насадки ……………………………………….

5.4.Взаимодействие потока жидкости со стенками канала …………………….