Н.Новогород: МИИТ, 2011. – 168 с.
Для студентов специальности 140104.65 "Промышленная
теплоэнергетика".
Комплекс позволит:
иметь представление: о физических свойствах жидкостей и газов; об основных принципах изучения и методов применения законов равновесия и движения жидкостей и газов;
знать и уметь использовать: законы равновесия и движения жидкостей и газов; физическую сущность, виды движения жидкостей и газов, методы их решения; особенности движения жидкостей и газов в инженерных сооружениях железных дорог;
иметь опыт: проведения расчетов равномерного и неравномерного движения жидкости и газа; рассчитывать трубопроводы. Содержание разделов дисциплины:
Основы гидростатики.
Основы кинематики и динамики жидкости и газа.
Одномерное движение жидкостей и газов. Лабораторный практикум:
Изучение характера течения жидкости на приборе Рейнольдса.
Опытная иллюстрация уравнения Бернулли, построение пьезометрической и напорной линий.
Определение гидравлического коэффициента трения в трубе.
Определение коэффициентов местных сопротивлений.
Расходомер Вентури.
Тарирование диафрагмы.
Истечение из отверстий и насадков.
Тарирование расходомеров сжимаемой жидкости.
Исследование истечения воздуха через сопло
Исследование движения газа в трубопроводах. Конспект лекций по дисциплине:
Предмет дисциплины, ее связь с другими науками.
История развития гидравлики.
Основные физические свойства жидкостей и газов.
Характеристика жидкостей и газов.
Текучесть.
Удельный вес и плотность.
Изменяемость объема жидкостей и газов под действием температуры и давления.
Вязкость жидкостей и газов.
Другие свойства жидкостей.
Свойства многофазных систем и аномальных жидкостей.
Реальная и идеальная жидкость.
Гидростатика.
Основные понятия гидростатики.
Силы, действующие в жидкостях.
Гидростатическое давление и его свойства.
Основное уравнение гидростатики.
Принцип действия гидростатических машин.
Избыточное давление.
Способы выражения гидростатического давления.
Способы измерения давления.
Давление жидкости на плоскую поверхность.
Суммарное давление жидкости на плоскую поверхность.
Центр давления жидкости на плоскую поверхность.
Графический способ определения величины суммарного давления жидкости на плоскую поверхность и положения центра давления.
Суммарное давление жидкости на криволинейную поверхность.
Равновесие газа в поле силы тяжести.
Равновесие газа.
Сила Архимеда. Плавание тел.
Закон Архимеда.
Плавание тел.
Поверхности равного давления.
Основные определения.
Жидкость в неинерциальных системах отсчета.
Относительный покой жидкости во вращающемся сосуде.
Кинематика жидкости.
Основные определения кинематики жидкости.
Общий характер движения жидких частиц.
Линия тока, трубка тока, элементарная струйка, вихревое движение.
Уравнение сплошности течения.
Понятие о потоке жидкости.
Виды движения жидкости.
Неустановившееся и установившееся движение.
Неравномерное и равномерное движение жидкости.
Напорное и безнапорное движение жидкости.
Режимы движения жидкости.
Определение режимов движения жидкости.
Динамика жидкости.
Уравнения движения жидкости.
Дифференциальное уравнение движения идеальной жидкости.
Уравнение Д.Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости.
Уравнени Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости.
Геометрический смысл уравнения Бернулли.
Энергетический смысл уравнения Бернулли.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости.
Гидравлический уклон.
Учет гидродинамических явлений в технике.
Взаимосвязь уравнения неразрывности и уравнения Бернулли.
Измерение скорости потока и расхода жидкости.
Кавитация.
Движение сжимаемой жидкости (газа). (Элементы газовой динамики).
Основные понятия о движении сжимаемой жидкости.
Учет условий течения сжимаемых жидкостей (газов).
Число Маха.
Уравнение Д.Бернулли для газов.
Основные закономерности одномерного движения газа.
Зависимость между скоростью звука и скоростями течения сжимаемой жидкости.
Зависимость между изменениями сечения и скоростью течения потока сжимаемой жидкости.
Зависимость между изменениями плотности и скоростью течение потока сжимаемой жидкости.
Распространение возмущений, вызванных местным изменением дваления.
Гидравлический удар.
Физическая картина возникновения гидравлического удара.
Пути борьбы с гидравлическим ударом.
Ударные волны в газах.
Волны уплотнения и разрежения.
Ударные волны, как одно из важных проявлений сжимаемости газа.
Подобие гидромеханических процессов.
Основные определения подобия.
Критерии подобия.
Гидравлические сопротивления.
Основные понятия о потерях напора (энергии) на гидравлических сопротивлениях.
Виды гидравлических сопротивлений.
Определение потерь напора (энергии) на гидравлических сопротивлениях.
Потери напора на трение по длине потока.
Потери напора от местных сопротивлений.
Гидравлический расчет трубопроводов.
Применение уравнения Бернулли и принципа сложения потерь напора к расчету коротких водопроводных труб.
Расчет коротких водопроводных труб.
Расчет равномерного движения жидкости.
Уравнение равномерного движения.
Расчетные формулы для скорости и расхода при равномерном движении.
Гидравлический расчет длинных трубопроводов.
Определение длинных трубопроводов.
Водопроводная формула.
Расчет простого водопровода.
Расчет элементов сложного трубопровода.
Гидравлический расчет истечения жидкости.
Классификация отверстий и основные характеристики истечений.
Классификация отверстий.
Основные характеристики истечений.
Истечение жидкости через малые и большие отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре.
Истечение из малого отверстия в тонкой стенке.
Истечение из большого отверстия в тонкой стенке.
Истечение жидкости через насадки при постоянном напоре.
Основные определения истечения через насадки.
Характеристики насадок.
Истечение жидкости из отверстий при переменном напоре.
Гидравлический расчет открытых русел (каналов) при равномерном движении.
Основные типы и размерности каналов.
Основные задачи при гидравлическом расчете каналов.
Расчет каналов на размыв и заиление.
Неравномерное движение жидкости.
Основные параметры неравномерного движения.
Общая характеристика неравномерного движения.
Основное уравнение неравномерного движения.
Характеристики неравномерного движения.
Удельная энергия сечения потока.
Критическое, спокойное и бурное состояние потока.
Гидравлический прыжок.
Гидравлический расчет водосливов.
Основные определения.
Формулы для определения
Расход через прямоугольный водослив.
Бреши в плотинах. Расход воды через бреши.
Гидравлический расчет газов.
Применение уравнения Д.Бернулли к расчету движения газа по трубам.
Струйные течения.
Классификация струй.
Затопленные струи.
Структура течения в затопленной струе.
Основные зависимости для свободной затопленной турбулентной струи газа.
Свободные незатопленные струи.
Основные определения незатопленных струй.
Основные параметры незатопленной свободной струи жидкости.
Силовое воздействие напорного потока.
Основные определения давления струи жидкости на твердые поверхности.
Распыливание жидкости.
Характеристики распыливания жидкости.
Эффект эжекции.
Относительное движение жидкости и твердого тела. Сопротивление воды движению плавающих средств.
Равновесие тела.
Движение тела.
Влияние гидродинамической поддерживающей силы Rz.
Сопротивление воды движению плавающих средств.
Составляющие силы полного сопротивления.
Физическая сущность сопротивления.
Расчетные зависимости для определения полного сопротивления.
Подъемная сила.
Основные понятия о подъемной силе.
Теорема Жуковского о подъёмной силе.
Аэродинамические сила и момент.
Аэродинамические коэффициент профиля.
Общие понятия об аэродинамических коэффициентах профиля.
Определение аэродинамических коэффициентах профиля. Задание на контрольную работу и общие указания к выполнлению контрольной работы.
Методические указания студентам.
Методические указания преподавателям.
Вопросы к зачету.
Экзаменационные вопросы.
иметь представление: о физических свойствах жидкостей и газов; об основных принципах изучения и методов применения законов равновесия и движения жидкостей и газов;
знать и уметь использовать: законы равновесия и движения жидкостей и газов; физическую сущность, виды движения жидкостей и газов, методы их решения; особенности движения жидкостей и газов в инженерных сооружениях железных дорог;
иметь опыт: проведения расчетов равномерного и неравномерного движения жидкости и газа; рассчитывать трубопроводы. Содержание разделов дисциплины:
Основы гидростатики.
Основы кинематики и динамики жидкости и газа.
Одномерное движение жидкостей и газов. Лабораторный практикум:
Изучение характера течения жидкости на приборе Рейнольдса.
Опытная иллюстрация уравнения Бернулли, построение пьезометрической и напорной линий.
Определение гидравлического коэффициента трения в трубе.
Определение коэффициентов местных сопротивлений.
Расходомер Вентури.
Тарирование диафрагмы.
Истечение из отверстий и насадков.
Тарирование расходомеров сжимаемой жидкости.
Исследование истечения воздуха через сопло
Исследование движения газа в трубопроводах. Конспект лекций по дисциплине:
Предмет дисциплины, ее связь с другими науками.
История развития гидравлики.
Основные физические свойства жидкостей и газов.
Характеристика жидкостей и газов.
Текучесть.
Удельный вес и плотность.
Изменяемость объема жидкостей и газов под действием температуры и давления.
Вязкость жидкостей и газов.
Другие свойства жидкостей.
Свойства многофазных систем и аномальных жидкостей.
Реальная и идеальная жидкость.
Гидростатика.
Основные понятия гидростатики.
Силы, действующие в жидкостях.
Гидростатическое давление и его свойства.
Основное уравнение гидростатики.
Принцип действия гидростатических машин.
Избыточное давление.
Способы выражения гидростатического давления.
Способы измерения давления.
Давление жидкости на плоскую поверхность.
Суммарное давление жидкости на плоскую поверхность.
Центр давления жидкости на плоскую поверхность.
Графический способ определения величины суммарного давления жидкости на плоскую поверхность и положения центра давления.
Суммарное давление жидкости на криволинейную поверхность.
Равновесие газа в поле силы тяжести.
Равновесие газа.
Сила Архимеда. Плавание тел.
Закон Архимеда.
Плавание тел.
Поверхности равного давления.
Основные определения.
Жидкость в неинерциальных системах отсчета.
Относительный покой жидкости во вращающемся сосуде.
Кинематика жидкости.
Основные определения кинематики жидкости.
Общий характер движения жидких частиц.
Линия тока, трубка тока, элементарная струйка, вихревое движение.
Уравнение сплошности течения.
Понятие о потоке жидкости.
Виды движения жидкости.
Неустановившееся и установившееся движение.
Неравномерное и равномерное движение жидкости.
Напорное и безнапорное движение жидкости.
Режимы движения жидкости.
Определение режимов движения жидкости.
Динамика жидкости.
Уравнения движения жидкости.
Дифференциальное уравнение движения идеальной жидкости.
Уравнение Д.Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости.
Уравнени Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости.
Геометрический смысл уравнения Бернулли.
Энергетический смысл уравнения Бернулли.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости.
Гидравлический уклон.
Учет гидродинамических явлений в технике.
Взаимосвязь уравнения неразрывности и уравнения Бернулли.
Измерение скорости потока и расхода жидкости.
Кавитация.
Движение сжимаемой жидкости (газа). (Элементы газовой динамики).
Основные понятия о движении сжимаемой жидкости.
Учет условий течения сжимаемых жидкостей (газов).
Число Маха.
Уравнение Д.Бернулли для газов.
Основные закономерности одномерного движения газа.
Зависимость между скоростью звука и скоростями течения сжимаемой жидкости.
Зависимость между изменениями сечения и скоростью течения потока сжимаемой жидкости.
Зависимость между изменениями плотности и скоростью течение потока сжимаемой жидкости.
Распространение возмущений, вызванных местным изменением дваления.
Гидравлический удар.
Физическая картина возникновения гидравлического удара.
Пути борьбы с гидравлическим ударом.
Ударные волны в газах.
Волны уплотнения и разрежения.
Ударные волны, как одно из важных проявлений сжимаемости газа.
Подобие гидромеханических процессов.
Основные определения подобия.
Критерии подобия.
Гидравлические сопротивления.
Основные понятия о потерях напора (энергии) на гидравлических сопротивлениях.
Виды гидравлических сопротивлений.
Определение потерь напора (энергии) на гидравлических сопротивлениях.
Потери напора на трение по длине потока.
Потери напора от местных сопротивлений.
Гидравлический расчет трубопроводов.
Применение уравнения Бернулли и принципа сложения потерь напора к расчету коротких водопроводных труб.
Расчет коротких водопроводных труб.
Расчет равномерного движения жидкости.
Уравнение равномерного движения.
Расчетные формулы для скорости и расхода при равномерном движении.
Гидравлический расчет длинных трубопроводов.
Определение длинных трубопроводов.
Водопроводная формула.
Расчет простого водопровода.
Расчет элементов сложного трубопровода.
Гидравлический расчет истечения жидкости.
Классификация отверстий и основные характеристики истечений.
Классификация отверстий.
Основные характеристики истечений.
Истечение жидкости через малые и большие отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре.
Истечение из малого отверстия в тонкой стенке.
Истечение из большого отверстия в тонкой стенке.
Истечение жидкости через насадки при постоянном напоре.
Основные определения истечения через насадки.
Характеристики насадок.
Истечение жидкости из отверстий при переменном напоре.
Гидравлический расчет открытых русел (каналов) при равномерном движении.
Основные типы и размерности каналов.
Основные задачи при гидравлическом расчете каналов.
Расчет каналов на размыв и заиление.
Неравномерное движение жидкости.
Основные параметры неравномерного движения.
Общая характеристика неравномерного движения.
Основное уравнение неравномерного движения.
Характеристики неравномерного движения.
Удельная энергия сечения потока.
Критическое, спокойное и бурное состояние потока.
Гидравлический прыжок.
Гидравлический расчет водосливов.
Основные определения.
Формулы для определения
Расход через прямоугольный водослив.
Бреши в плотинах. Расход воды через бреши.
Гидравлический расчет газов.
Применение уравнения Д.Бернулли к расчету движения газа по трубам.
Струйные течения.
Классификация струй.
Затопленные струи.
Структура течения в затопленной струе.
Основные зависимости для свободной затопленной турбулентной струи газа.
Свободные незатопленные струи.
Основные определения незатопленных струй.
Основные параметры незатопленной свободной струи жидкости.
Силовое воздействие напорного потока.
Основные определения давления струи жидкости на твердые поверхности.
Распыливание жидкости.
Характеристики распыливания жидкости.
Эффект эжекции.
Относительное движение жидкости и твердого тела. Сопротивление воды движению плавающих средств.
Равновесие тела.
Движение тела.
Влияние гидродинамической поддерживающей силы Rz.
Сопротивление воды движению плавающих средств.
Составляющие силы полного сопротивления.
Физическая сущность сопротивления.
Расчетные зависимости для определения полного сопротивления.
Подъемная сила.
Основные понятия о подъемной силе.
Теорема Жуковского о подъёмной силе.
Аэродинамические сила и момент.
Аэродинамические коэффициент профиля.
Общие понятия об аэродинамических коэффициентах профиля.
Определение аэродинамических коэффициентах профиля. Задание на контрольную работу и общие указания к выполнлению контрольной работы.
Методические указания студентам.
Методические указания преподавателям.
Вопросы к зачету.
Экзаменационные вопросы.