МГАВТ, 2002-2007. — 85 с.
Содержание:
Предмет гидравлики. Основные свойства жидкости:
плотность, удельный вес, динамический и кинематический коэффициенты
вязкости; единицы измерений. Силы, действующие в жидкости. Условие
и уравнение равновесия жидкости. Основное уравнение
гидростатического давления. Закон Паскаля.
Абсолютное равновесие жидкости.
Относительное равновесие равномерно вращающейся жидкости. Пример расчета уравнения свободной поверхности равномерно вращающейся жидкости. Простейшие гидростатические машины и приборы. Взаимодействие покоящейся жидкости с твердым телом.
Сила воздействия жидкости на криволинейную поверхность. Расчет силы давления на цилиндрическую поверхность с вертикальной осью симметрии Определение силы, действующей на плоскую стенку в покоящейся жидкости. Центр давления, вывод формулы для расчета положения центра давления плоских затворов. Закон Архимеда (формулировка, вывод).
Условия плавания и остойчивости тел. Метацентр, метацентрическая высота, метацентрический радиус, эксцентриситет, метацентрический момент. Кинематика жидких потоков.
Методы описания движения жидкости. Определение скорости и ускорения жидкости. Линии тока, уравнение линий тока, расход, завихренность, циркуляция скорости, потенциал скорости, функция тока. Уравнение неразрывности течений. Основная теорема кинематики о разложении движения жидкости на составляющие. Деформационные движения частиц жидкости. Вихри в жидкости, Формула Био-Савара для расчета скорости индуцированной вихрем. Взаимодействие вихрей. Модель невязкой жидкости.
Дифференциальные уравнение Эйлера движения невязкой жидкости. Уравнение Бернулли для невязкой тяжёлой жидкости и его интерпретация. Интерпретация уравнения Бернулли для невязкой жидкости. График. Пример расчета трубки Пито для измерения скорости водных потоков и расходомера Вентури. Уравнение Бернулли для установившегося течения вязкой, тяжёлой жидкости.
Уравнение Бернулли для плавно изменяющегося течения вязкой жидкости. Определение коэффициента Кориолиса для коррекции скорости. Потери напора при течении вязкой жидкости. Потери напора при внезапном расширении потока, формула Борда Истечения жидкостей из отверстий.
Классификация отверстий и условий истечений. Формула Торричелли для расчёта скорости истечения невязкой жидкости из малого отверстия. Определение реальных параметров истечения через отверстия при постоянном напоре. Коэффициенты скорости, сжатия и расхода. Коэффициент полезного действия отверстия. Время истечения жидкости из отверстий в призматических резервуарах при постоянном напоре. Напорные течения жидкости через отверстия при переменном напоре. Дифференциальное уравнение истечения. Расчет времени истечения из отверстий при переменном напоре. Истечение из затопленных отверстий. Расчет параметров истечения с дополнительным притоком. Истечения через насадки.
Типы насадок. Расчет коэффициента сопротивления внешнего цилиндрического насадка. Вакуум в насадках. Величина предельного вакуума в насадках. Центробежные и поршневые насосы. Назначение, схема и принципы работы. Основные характеристики насосов. Формула Эйлера (вывод) для расчета напора центробежного насоса. Влияние формы лопаток центробежного насоса на его производительность. Напорно-расходная характеристика центробежного насоса.
Зависимость КПД и мощности центробежных насосов от подачи. Коэффициент быстроходности. Работа насосов на трубопроводе, определение предельной рабочей точки. Поршневые насосы.
Формула для расчета подачи поршневых насосов. Напорно - расходная характеристика поршневых насосов. Коэффициент неравномерности поршневых насосов. Индикаторная диаграмма. Напорные течения в трубопроводах.
Ламинарный и турбулентный режимы жидкости. Распределение скоростей в круглой трубе при ламинарном течении, формула Пуазейля. Формула Дарси для расчета потерь напора по средней скорости ламинарного напорного течения в трубе Формула Шези для определения зависимости средней скорости и потерь напора равномерного турбулентного движения в трубе. Коэффициент Шези. Водопроводная формула Дюпюи (вывод). Уравнение турбулентности.
Полуэмпирические модели турбулентности. Коэффициент турбулентной вязкости. Гидравлическое сопротивление в турбулентных потоках.
Гидродинамическаянеустойчивость турбулентных течений. Неустановившееся движение жидкости в трубопроводах.
Дифференциальное уравнение неустановившегося течения, инерционный напор. Колебательные движения в трубах. Инерционное повышение давления перед закрывающимся затвором. Гидравлический удар, формула Жуковского. Условия гидродинамического подобия.
Моделирование гидравлических потоков. Условие геометрического, кинематического и динамического подобия. Критерии гидродинамического подобия потоков, числа подобия: Рейнольдса, Струхаля, Эйлера, Фруда, их смысл. Волновые движения на воде.
Основные характеристики волн: частота, длина волны, период, фаза, амплитуда, форма профиля. Волновое уравнение. Фазовая и групповая скорость. Дисперсия волн на мелкой и глубокой воде.
Относительное равновесие равномерно вращающейся жидкости. Пример расчета уравнения свободной поверхности равномерно вращающейся жидкости. Простейшие гидростатические машины и приборы. Взаимодействие покоящейся жидкости с твердым телом.
Сила воздействия жидкости на криволинейную поверхность. Расчет силы давления на цилиндрическую поверхность с вертикальной осью симметрии Определение силы, действующей на плоскую стенку в покоящейся жидкости. Центр давления, вывод формулы для расчета положения центра давления плоских затворов. Закон Архимеда (формулировка, вывод).
Условия плавания и остойчивости тел. Метацентр, метацентрическая высота, метацентрический радиус, эксцентриситет, метацентрический момент. Кинематика жидких потоков.
Методы описания движения жидкости. Определение скорости и ускорения жидкости. Линии тока, уравнение линий тока, расход, завихренность, циркуляция скорости, потенциал скорости, функция тока. Уравнение неразрывности течений. Основная теорема кинематики о разложении движения жидкости на составляющие. Деформационные движения частиц жидкости. Вихри в жидкости, Формула Био-Савара для расчета скорости индуцированной вихрем. Взаимодействие вихрей. Модель невязкой жидкости.
Дифференциальные уравнение Эйлера движения невязкой жидкости. Уравнение Бернулли для невязкой тяжёлой жидкости и его интерпретация. Интерпретация уравнения Бернулли для невязкой жидкости. График. Пример расчета трубки Пито для измерения скорости водных потоков и расходомера Вентури. Уравнение Бернулли для установившегося течения вязкой, тяжёлой жидкости.
Уравнение Бернулли для плавно изменяющегося течения вязкой жидкости. Определение коэффициента Кориолиса для коррекции скорости. Потери напора при течении вязкой жидкости. Потери напора при внезапном расширении потока, формула Борда Истечения жидкостей из отверстий.
Классификация отверстий и условий истечений. Формула Торричелли для расчёта скорости истечения невязкой жидкости из малого отверстия. Определение реальных параметров истечения через отверстия при постоянном напоре. Коэффициенты скорости, сжатия и расхода. Коэффициент полезного действия отверстия. Время истечения жидкости из отверстий в призматических резервуарах при постоянном напоре. Напорные течения жидкости через отверстия при переменном напоре. Дифференциальное уравнение истечения. Расчет времени истечения из отверстий при переменном напоре. Истечение из затопленных отверстий. Расчет параметров истечения с дополнительным притоком. Истечения через насадки.
Типы насадок. Расчет коэффициента сопротивления внешнего цилиндрического насадка. Вакуум в насадках. Величина предельного вакуума в насадках. Центробежные и поршневые насосы. Назначение, схема и принципы работы. Основные характеристики насосов. Формула Эйлера (вывод) для расчета напора центробежного насоса. Влияние формы лопаток центробежного насоса на его производительность. Напорно-расходная характеристика центробежного насоса.
Зависимость КПД и мощности центробежных насосов от подачи. Коэффициент быстроходности. Работа насосов на трубопроводе, определение предельной рабочей точки. Поршневые насосы.
Формула для расчета подачи поршневых насосов. Напорно - расходная характеристика поршневых насосов. Коэффициент неравномерности поршневых насосов. Индикаторная диаграмма. Напорные течения в трубопроводах.
Ламинарный и турбулентный режимы жидкости. Распределение скоростей в круглой трубе при ламинарном течении, формула Пуазейля. Формула Дарси для расчета потерь напора по средней скорости ламинарного напорного течения в трубе Формула Шези для определения зависимости средней скорости и потерь напора равномерного турбулентного движения в трубе. Коэффициент Шези. Водопроводная формула Дюпюи (вывод). Уравнение турбулентности.
Полуэмпирические модели турбулентности. Коэффициент турбулентной вязкости. Гидравлическое сопротивление в турбулентных потоках.
Гидродинамическаянеустойчивость турбулентных течений. Неустановившееся движение жидкости в трубопроводах.
Дифференциальное уравнение неустановившегося течения, инерционный напор. Колебательные движения в трубах. Инерционное повышение давления перед закрывающимся затвором. Гидравлический удар, формула Жуковского. Условия гидродинамического подобия.
Моделирование гидравлических потоков. Условие геометрического, кинематического и динамического подобия. Критерии гидродинамического подобия потоков, числа подобия: Рейнольдса, Струхаля, Эйлера, Фруда, их смысл. Волновые движения на воде.
Основные характеристики волн: частота, длина волны, период, фаза, амплитуда, форма профиля. Волновое уравнение. Фазовая и групповая скорость. Дисперсия волн на мелкой и глубокой воде.