Гидравлика, разделы гидравлики. Силы действующие в жидкости. Приборы для измерения давления

ГИДРАВЛИКА (ЭКЗАМЕН)

Гидравлика – это техническая наука изучающая законы, которым подчиняются жидкости в состоянии покоя или движения, а также способы приложения этих законов к решению практических, инертных задач.

Разделы гидравлики

Гидростатика – учение о равновесии жидкости ( в покое)

Гидродинамика – учение о движении жидкости

Жидкость – физическое тело обладающее свойствами текучести, она не имеет своей формы, а принимает формы сосуда, в которую ее помещают.

Жидкости делятся:

1)  Реальные – все жидкости существующие в природе

2)  Идеальные – жидкости не имеющие вязкости, несжимаемые.

Жидкости делят:

1)  Капельные – обладают свойствами внутреннего сцепления

2)  Газообразные – могут образовывать капли, такая жидкость налитая в сосуд занимает в нем объем равный собственному и образуют поверхность раздела с газом.

Эту поверхность называют свободной поверхностью.

Газообразные жидкости – воздух, газ наоборот значительно изменяют свой объем при изменении температуры давления и никогда не образуют свободную поверхность.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ (капельные жидкости) (ПОДВОПРОС.)

1.  Плотность S=m/v кг/м3  m - масса v – объем

2.  Объемный вес 

3.  Вязкость – свойства жидкости оказывать споротивление относительному сдвигу ее слоев

Слои жидкости АВС движутся слоями вдоль неподвижного дна (стенки трубопровода) словй В опережает слой А.

du/dy – градиент скорости или относительный сдвиг, так как слои жидкости скользят друг по другу, то между ними возникает сила трения

4.  Касательное напряжение – отношение силы трения к площади на которой она возникает

Н – сила

Касательное напряжение в жидкости зависит от ее рода и характера течения.

- коэффициент динамической вязкости

- коэффициент кинематической вязкости

СИЛЫ ДЕЙСТВУЮШИЕ В ЖИДКОСТИ (под. вопрос)

1.  Поверхностные силы – силы которые пропорциональны поверхностям на которх они действуют. Силы давления и силы трения.

2.  Массовые силы – это силы пропорциональны массе на которое они действуют это силы тяжести mg, центробежные силы.

ГИДРОСТАТИКА

Гидростатика – это раздел гидравлики рассматривающий законы в которых подчиняются жидкости в покое.

Статика изучает поведение жидкости в покое.

В гидростатике жидкости рассматриваются как идеальная

Гидростатическое давление – напряжение сжатия возникающее в покоящееся жидкости под действием поверхностных и массовых сил.

Рассмотри V  воды

 

                   Для сохранения равновесия объема … части жидкости. К плотности необходимо проложить силу F заменяющего действие объема верхней зоны это будет сила Б приложенная к точке а.

                   P – гидростатическое давление  - всегда направлена перпендикулярна площади на которую действует гидростатическое давление одинакового со всех сторон, оно зависит от координаты пространства. Обсолютное избыточное давление и вакуум.

                   Давление на поверхности земли называют атмосферным или барометрическим – это давление постоянно меняется и зависит от метеоусловий.

                   Одна атмосфера

Давление отсчитываемого от абсолютного нуля называют абсолютным или полным.

Избыток давления  - превышение абсолютного давления

Ризбыт=Р обсолют – Р атмосферн

Р абсол = Р отмосферн + Р избыт

Вакуум – недостаток давления до атмосферного

Приборы для измерения давления

Все приборы только для избыточного давления

I.  Пьезометры – У образные манометры Микроманометры

II.  Механические манометры – пружинные и мембранные

III.  Вакууметры – жидкостные и механимаческие.

Пьезометр

                   Изометр – называется трубка  диаметром 12-16мм с верхним конусом открытм в атмосферу, по этому прибору определяют изометрический напор.

                   В сосуде создано избыточное давление Ро действующее зеркало воды

Давление в точке 1 и давление в точке 2 одинаковы Р1=Р2

Давление в первой точке равняется Р1=Р2

Р1=Ро=Ратмосферн+pg×h

Ра=ро×g×h

H = p/po ×g

H – пьезометрическая высота – высота на которую поднимается жидкость плотностью ро под действием избыточного давления.

                   Например: если высота пьезометра под действием избыточного давления

ГИДРОДИНАМИКА

                   Гидродинамика – раздел гидравлики рассматривающих законов, которые подчин жидкость в движении

                   Гидродинамика (от гидро и динамика), раздел гидромеханики, в котором изучаются движение несжимаемых жидкостей и взаимодействие их с твёрдыми телами.

                   Виды движения жидкости:

1)  Равномерное

2)  Неравномерное движение

3)  Устанавливающееся – если основные параметры потока в течении времени не изменятся

4)  Не устанавливающееся

Неустанавливающаеся

Неравномерное движение по величене и направлению ( повороты, переход)

Сетка трубопровода, в связи со сложностью рассчитывает по формулам равномерного установившегося движения

Потоки бывают напорные, тогда когда поток со всех сторон окружен твердой стенкой.

 

Безнапорный поток, когда зеркало воды изменяется

Гидравлические характеристики потоков жидкости

 

А)                                         Б)                                     В)                                            Г)

1. Площадь

2. Смоченный периметр – длина на которую смачивается жидкость плоскость псивого сечения

3. Гидравлический радиус

Расход жидкости литры или метр кубический проходящий за   в еденицу времени

Режим движения жидкости

 

Режимы движения жидкости:

1)  Лошенарный – характеризуется параллельным перемещением  воды слои не перемешиваются

2)  Турбулентность  - хаотичное движение с перемешиванием слоев.

Уравнение Бернули для потока реальной жидкости

Тогда на 1 погонный метр

z1 и  z2 – соответственно энергия полосения сечения трудопроводы

ОСНОВНЫЫЕ ФОРМУЛЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА водопроводных и канализационных сетей (напорных и самотечных)