Скачать презентацию Введение Гидравлика одна из естественных наук которая Скачать презентацию Введение Гидравлика одна из естественных наук которая

Лекции по гидравлике. Часть 1.ppt

  • Количество слайдов: 12

Введение Гидравлика – одна из естественных наук, которая изучает законы движения и относительного покоя Введение Гидравлика – одна из естественных наук, которая изучает законы движения и относительного покоя жидкостей, а также разрабатывает методы применения этих законов в различных областях инженерной деятельности. Гидравлика является теоретической базой развития крупнейших отраслей техники, бурения и разработки нефтяных и газовых месторождений, транспорта и хранения нефти и газа, гидромашиностроения, гидроэнергостроения и т. д. Гидравлика изучает движение, обусловленное внешними причинами : действием сил тяжести, сил трения, перепадом давления и т. д. Предмет изучения данной дисциплины – жидкость и газ, представляющие собой физические тела, обладающие высокой подвижностью.

Гидравлика гидростатика изучаются законы равновесия кинематика рассматриваются виды и формы движения гидродинамика рассматриваются задачи, Гидравлика гидростатика изучаются законы равновесия кинематика рассматриваются виды и формы движения гидродинамика рассматриваются задачи, связанные с определением режимов течения жидкости или газа в трубопроводе, определение коэффициента гидравлического сопротивления и потерь напора по длине трубопровода

Основные свойства жидкости и газа. Гидростатика Сплошная среда – это система материальных точек, непрерывно Основные свойства жидкости и газа. Гидростатика Сплошная среда – это система материальных точек, непрерывно заполняющая некоторую часть пространства. Моделью сплошной среды пользуются для описания: • жидких тел (воды, нефти, нефтепродуктов) • твердых деформируемых тел (металлов, горных пород) • газообразных веществ (воздуха, природного газа) Если ρ не зависит от координат х, у, z, т. е. плотность одна и та же во всех точках среды, то последняя называется однородной. Наряду с плотностью среды вводится ее удельный вес

1. 1. Основные свойства жидкости = g, (1. 1) где g – ускорение свободного 1. 1. Основные свойства жидкости = g, (1. 1) где g – ускорение свободного падения. Силы, действующие на частицы сплошной среды, делятся на два вида: массовые и поверхностные. Силы, распределенные по объему V, называются массовыми силами. Примером таких сил может служить сила тяжести, сила инерции, э/магнитные силы. Поверхностные силы представляют собой силы, распределенные по поверхности, ограничивающей рассматриваемый объем. На внешней поверхности тела поверхностные силы отражают взаимодействие тела с окружающей средой. К поверхностным силам относят силы давления, силы реакции тела на поток, силы внутреннего трения в среде

1. 1. Основные свойства жидкости Поверхностные силы в сплошной среде характеризуются вектором напряжений (1. 1. 1. Основные свойства жидкости Поверхностные силы в сплошной среде характеризуются вектором напряжений (1. 2) где - главный вектор сил, приложенных с одной стороны к некоторой малой площадке Δ s. Напряжение - размерная величина. Размерность напряжения определяется на основе формулы: В каждой точке М (х, у, z) сплошной среды можно построить бесконечное число векторов напряжений, определяемых ориентацией выбранной площадки. Каждый из этих векторов может иметь нормальную по отношению к площадке и касательную составляющие.

1. 1. Основные свойства жидкости В покоящейся жидкости отсутствуют касательные напряжения, а нормальные напряжения 1. 1. Основные свойства жидкости В покоящейся жидкости отсутствуют касательные напряжения, а нормальные напряжения являются сжимающими. Растяжения в среде, называемой жидкостью, невозможны, а бесконечно малые сдвигающие усилия сразу же вызывают начало течения. Поэтому жидкость принимает форму того сосуда, в который она налита. Основной характерный параметр для жидкости –давление р. В покоящейся жидкости модули нормальных напряжений на всех площадках, проходящих через данную точку, равны между собой и называются давлением в данной точке. Давление - это скалярная величина, имеющая размерность напряжения.

1. 1. Основные свойства жидкости Различают давление абсолютное, избыточное и вакуум. Давление р, определенное 1. 1. Основные свойства жидкости Различают давление абсолютное, избыточное и вакуум. Давление р, определенное выше, называют абсолютным. Если за начало отсчета принимается атмосферное давление ра, то избыток абсолютного давления р над атмосферным называется избыточным давлением pи= р ра. При этом может быть два случая: • абсолютное давление р больше ра, тогда ри= р ра > 0 и измеряется манометрами, поэтому оно называется еще манометрическим; • абсолютное давление р меньше ра, тогда ри =р ра < 0, и взятая с обратным знаком эта разность определяет вакуум: рв = - ри = ра р. Вакуум показывает, насколько абсолютное давление меньше атмосферного. Величина рв измеряется вакуумметрами

1. 1. Основные свойства жидкости Пар называется насыщенным, когда число молекул, переходящих из жидкости 1. 1. Основные свойства жидкости Пар называется насыщенным, когда число молекул, переходящих из жидкости в пар, равно числу молекул, совершающих обратный переход. В этом случае в паре устанавливается вполне определенное при данной температуре давление, называемое давлением насыщенного пара рп. Давление насыщенного пара рп зависит от рода жидкости и от температуры. Кипение в жидкости наступает, когда температура становится выше, чем температура кипения при данном давлении, или вследствие понижения давления до значений, меньших давления насыщенного пара при данной температуре. Кипение, возникающее в движущейся жидкости вследствие местных понижений давления до давления насыщенного пара, называется кавитацией.

1. 1. Основные свойства жидкости Жидкость называется несжимаемой, если ее плотность не зависит от 1. 1. Основные свойства жидкости Жидкость называется несжимаемой, если ее плотность не зависит от давления, т. е. d /dp = 0. Если плотность жидкости изменяется в зависимости от давления, то величина (1. 3) называется коэффициентом сжимаемости. Он равен относительному изменению объема жидкости при изменении давления на одну единицу. Коэффициент сжимаемости имеет размерность, обратную давлению: [ p]СИ = Па 1.

1. 1. Основные свойства жидкости Плотность жидкости может изменяться при изменении температуры. В этом 1. 1. Основные свойства жидкости Плотность жидкости может изменяться при изменении температуры. В этом случае изменение плотности характеризуется коэффициентом теплового объемного расширения βТ, определяемым по формуле β Т = lim (1. 4) Коэффициент теплового объемного расширения βТ равен относительному изменению объема жидкости при изменении температуры на один градус. Размерность [βТ] , обратная температуре СИ = градус-1.

Идеальная и вязкая жидкости. 1). Первая из них предполагает, что в жидкости при движении Идеальная и вязкая жидкости. 1). Первая из них предполагает, что в жидкости при движении нет касательных напряжений. Это модель идеальной жидкости. 2). Вторая модель учитывает при движении касательные напряжения. Это модель вязкой жидкости. В простейшем случае прямолинейного слоистого течения связь между касательным напряжениям τ и производной скорости υ по нормали определяется законом вязкого трения Ньютона. (1. 5) Коэффициент пропорциональности μ в этой формуле называется динамическим коэффициентом вязкости.

Этот коэффициент определяется свойствами жидкости и зависит от давления и температуры. Размерность динамического коэффициента Этот коэффициент определяется свойствами жидкости и зависит от давления и температуры. Размерность динамического коэффициента вязкости Для характеристики вязких жидкостей вводят еще один коэффициент кинематический коэффициент вязкости v : v = / , м 2/с . Существует много сред, которые хорошо описываются моделью (1. 5) вязкой (ньютоновс-кой) жидкости. В то же время имеются и другие жидкие среды, для описания которых модель вязкой жидкости не подходит, они называются неньютоновскими.