- •1.Краткая теория развития гидравлики. Понятие науки гидравлики. Методы гидравлических исследований.
- •3.Силы, действующие на жидкость. Понятие давления.
- •4.Основные свойства жидкостей.
- •5.Гидростатическое давление и его свойства.
- •6.Основное уравнение гидростатики. Гидростатический напор.
- •7.Дифференциальные уравнения Эйлера.
- •8.Абсолютное и избыточное (манометрическое) давление. Барометры и манометры
- •9.Вакуум. Пьезометры и вакуумметры.
- •10.Основное уравнение гидростатики. Потенциальная удельная энергия жидкости
- •11.Потенциальный (пьезометрический) напор.
- •12.Силы давления на плоские и кривые поверхности.
- •13.Центр давления.
- •14.Закон Архимеда. Плавание тел.
- •15.Понятие о движении жидкости как непрерывной деформации материальной среды.
- •16.Установившееся и неустановившееся движение жидкости. Напорное и безнапорное течение.
- •17.Линии токов жидкости и вихревые линии. Плавно и резко изменяющееся движение.
- •18.Элементарная струйка, поток жидкости, живое сечение. Гидравлический радиус, расход и средняя скорость.
- •19.Уравнение неразрывности. Понятие расхода.
- •20.Распределение сил в сплошной среде. Объемные и поверхностные силы.
- •21.Уравнение Бернулли для установившегося движения жидкости.
- •22.Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.
- •23.Полный (гидродинамический) напор. Принцип Вентури. Трубка пито.
- •24.Влияние различных факторов на движение жидкости.
- •25.Понятие о гидравлических сопротивлениях, виды потерь напора (местные и по длине). Кавитация
- •26.Касательные напряжения. Обобщенный закон Ньютона.
- •27.Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Критическое число Рейнольдса
- •28.Пульсации скоростей при турбулентном режиме, мгновенная и осредненная местные скорости
- •29.Потери напора по длине при ламинарном равномерном движении жидкости
- •30.Распределение скоростей по живому сечению в цилиндрической трубе при ламинарном режиме. Коэффициент Дарси при ламинарном движении.
- •31.Потери напора при турбулентном равномерном движении жидкости.
- •32.Механизм турбулизации потока: процесс перемешивания. Ядро течения и пристенный слой. Кавитация.
- •33.Полуэмпирические теории турбулентности
- •34.Коэффициент Дарси при турбулентном движении жидкости, экспериментальные методы его определения
- •35.Местные сопротивления, основные их виды.
- •36.Истечение жидкости из отверстий, насадков и из-под затворов
- •37.Гидравлический расчет простых и сложных трубопроводов. Простой трубопровод постоянного сечения
- •38.Соединения трубопроводов. Трубопроводы с концевой раздачей
- •39.Трубопроводы с насосной подачей жидкости. Гидравлический удар
- •40.Понятие объемной гидромашины. Насосы, гидродвигатели. Напор насоса
- •41.Принципиальные схемы объемных гидромашин (огм). Поршневые насосы
- •42.Классификация огм
- •43.Виды возвратно-поступательных и роторных гидромашин
- •44.Основные признаки роторных гидромашин. Основные термины и их определения
- •45.Величины, характеризующие рабочий процесс огм: подача (расход), рабочий объем, давление, мощность, кпд, частота вращения, крутящий момент
- •46.Классификация, конструктивные схемы и принцип действия огм
- •47.Шестеренные насосы с внешним и внутренним зацеплением
- •48.Винтовые машины. Шиберные (пластинчатые) гидромашины однократного и многократного действия
- •49.Радиально-поршневые гидромашины
- •50.Аксиально-поршневые гидромашины, основные их схемы
- •51.Обозначение элементов гидро- и пневмосистем.
- •52.Основные понятия и определения, принцип действия гидроприводов.
- •53.Гидроаппаратура гидропривдов. Гидрораспределители, классификация.
- •54.Гидродроссели и дросселирующие гидрораспределители. Дроссели.
- •56.Струйный гидрораспределитель и гидрораспределитель сопло-заслонка. Гидроклапаны. Типы клапанов: переливной, предохранительный, редукционный. Течения в них. Расчет гидроклапанов.
- •57.Объемное регулирование скорости выходного звена гидропривода. Дроссельное регулирование скорости выходного звена гидропривода при последовательном и параллельном включении дросселя.
- •58.Сравнение способов регулирования гидроприводов.
- •59.Статические характеристики объемного гидропривода с дроссельным регулированием.
- •60.Методы измерения параметров объемных гидроприводов. Измерение давления, расхода, температуры рабочих сред, частоты вращения и крутящего момента.
32.Механизм турбулизации потока: процесс перемешивания. Ядро течения и пристенный слой. Кавитация.
Движение отдельных частиц оказывается подобным хаотическому, беспорядочному движению молекул газа. При турбулентном течении векторы скоростей имеют не только осевые, но и нормальные к оси русла составляющие, поэтому наряду с основным продольным перемещением жидкости вдоль русла происходят поперечные перемещения и вращательное движение отдельных объёмов жидкости. Так возникает перемешивание.При турбулентном течении жидкости непосредственно на стенке трубы обычно имеется ламинарный слой. Это очень тонкий слой жидкости, движение в котором является слоистым и происходит без перемешивания. В его пределах скорость круто нарастает от нуля на стенке до некоторой конечной величины на границе слоя. Толщина ламинарного слоя крайне невелика, причём оказывается, что число Re, подсчитанное по толщине , скорости и кинематической вязкости , есть величина постоянная, т.е.
. Эта величина в соответствии с теорией гидродинамического подобия имеет универсальное постоянное значение подобно тому, как постоянно Reкр для течения в трубах. Поэтому при увеличении скорости потока и, следовательно, Re растёт также скорость , а толщина ламинарного слоя уменьшается
В некоторых случаях при движении жидкости в закрытых руслах происходит явление, связанное с изменением агрегатного состояния жидкости, т.е. превращение ее в пар с выделением из жидкости растворенных в ней газов.
Наглядно это явление можно продемонстрировать на простом устройстве, состоящим из трубы, на отдельном участке которой установлена прозрачная трубка Вентури .Вода под давлением движется от сечения 1-1 через сечение 2-2 к сечению 3-3. Как видно из рисунка, сечение 2-2 имеет меньший диаметр. Скорость течения жидкости в трубе можно изменять, например, установленным после сечения 3-3 краном.
При небольшой скорости никаких видимых изменений в движении жидкости не происходит. При увеличении скорости движения жидкости в узком сечении трубки Вентури 2-2 появляется отчетливая зона с образованием пузырьков газа. Образуется область местного кипения, т.е. образование пара с выделением растворенного в воде газа. Далее при подходе жидкости к сечению 3-3 это явление исчезает.
Таким образом, кавитация - это местное нарушение сплошности течения с образованием паровых и газовых пузырей (каверн), обусловленное местным падением давления в потоке.
Кавитация в обычных случаях является нежелательным явлением, и ее не следует допускать в трубопроводах и других элементах гидросистем. Кавитация возникает в кранах, вентилях, задвижках, жиклерах и т.д.
Кавитация может иметь место в гидромашинах (насосах и гидротурбинах), снижая при этом их коэффициент полезного действия, а при длительном воздействии кавитации происходит разрушение деталей, подверженных вибрации. Кроме этого разрушаются стенки трубопроводов, уменьшается их пропускная способность вследствие уменьшения живого сечения трубы.