Файл: Учебное пособие по решению задач Допущено Учебно методическим объединением вузов Российской Федерации по высшему.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 585

Скачиваний: 8

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ



Курс состоит из двух частей - гидростатики и гидродинамики. Ниже пере- числены основные задачи, которые Вы, уважаемый читатель, должны научиться решать после изучения курса гидромеханики.


  • Определение гидростатического давления по основному уравнению гид- ростатики.

  • Принципы действия приборов для измерения давления. Связь между по- казаниями мановакуумметров и абсолютным давлением.

  • Задачи с использованием основных законов гидростатики: закона Пас- каля, закона Архимеда, закона Гука.

  • Определение давления в жидкости и сил давления жидкости на поверх- ности твердого тела для двух случаев:

    1. Резервуар с жидкостью неподвижен (абсолютный покой);

    2. Резервуар с жидкостью движется поступательно с ускорением или вращается с постоянной угловой скоростью (относительный по- кой).

  • Решение инженерных задач с использованием условий равновесия жид- кости и твердого тела в жидкости.


    • Определение потерь напора на преодоление гидравлических сопротив- лений.

    • Расчет трубопроводов для перекачки жидкостей и газов– определение расхода, давления, диаметра трубопровода.

    • Определение скорости и расхода при истечении жидкости через отвер- стия и насадки различных типов.

    • Кавитационные расчеты.

    • Определение повышения давления при гидравлическом ударе.

    • Расчет газопроводов.


Вопросы для самопроверки

Гидростатика

  1. Объясните физический смысл понятий: абсолютное гидростатическое дав- ление в жидкости, давление столба жидкости (весовое давление), маномет- рическое и вакуумметрическое давление, давление насыщенного пара жид- кости, давление жидкости в точке поверхности твердого тела, сила давления жидкости, центр тяжести плоской фигуры, центр весового давления жидко- сти, сила внешнего давления на поверхность твердого тела, плотность жид- кости, модуль объемной упругости.

  2. Основные законы гидростатики: закон Гука, закон Паскаля, закон сохране- ния энергии (основное уравнение гидростатики), закон Архимеда.

  3. Сформулируйте условия равновесия жидкости.

  4. Сформулируйте условия равновесия твердого тела, находящегося под дей- ствием силы давления со стороны жидкости и других сил (силы тяжести, силы упругости пружины, силы трения покоя, силы атмосферного давления и др.).

  • В случае возможного поступательного перемещения.

  • В случае возможного вращательного движения (при наличии оси по- ворота).

  • Принципы измерения давления в жидкости. Формулы связи между показа- ниями приборов и абсолютным давлением.

  • Как определить силу давления столба жидкости на плоскую поверхность твердого тела (модуль. направление, точку приложения)?

  • Как определить силу давления газа на плоскую поверхность твердого тела

    (модуль. направление, точку приложения)?

    1. Теорема Вариньона. Как определить сумарную силу давления на плоскую поверхность твердого тела (модуль. направление, точку приложения)?

    2. Сформулируйте условия плавания тел.

    3. Кавитация в жидкости. Следствия кавитации на примере всасывающего трубопровода насоса.

    4. Определение давления и сил давления при поступательном перемещении с ускорением и при вращении резервуара с жидкостью.


    Гидродинамика

    1. Объясните физический смысл понятий: вязкость жидкости, местная и сред- няя скорость, расход (объемный. массовый и весовой), смоченный пери- метр, гидравлический диаметр, энергия - полная, удельная, кинетическая, потенциальная энергия положения, потенциальная энергия давления, рабо- та, разница между энергией и работой, коэффициент полезного действия механизма, динамический и кинематический коэффициенты вязкости, вяз- кость пластическая и эффективная, ньютоновские и неньютоновские жид- кости, вязкопластичная жидкость.

    2. Сформулируйте закон сохранения массы при движении жидкости и газа. В каком случае закон сохранения массы эквивалентен закону сохранения объ- ёмного расхода?

    3. Напишите уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости в виде:

    • баланса полных энергий;

    • баланса энергий на единицу веса (напоров);

    • баланса энергий на единицу объема.

  • Какие типы гидравлических сопротивлений вы знаете? По какой причине появляются сопротивления по длине потока? На что затрачивается энергия при прохождении жидкости через местные гидравлические сопротивления?

  • Как определить режим движения ньютоновской жидкости? Вязкопластич- ной жидкости?

  • Какой физический смысл числа Re?

  • Почему критическое число Рейнольдса Reкрв вязкопластичной жидкости меньше, чем в ньютоновской?

  • От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при ла- минарном режиме? При турбулентном режиме? Что такое гидравлически гладкая труба? Гидравлически шероховатая труба? Каким образом можно превратить гидравлически гладкую трубу в гидравлически шероховатую?

  • Методика применения уравнения Бернулли для решения практических за- дач. Принцип выбора сечений и плоскости сравнения. Что означает каждое
    слагаемое в уравнении Бернулли? В каких случаях можно пренебрегать скоростью движения жидкости в сечениях потока?

  • Три основные задачи расчета трубопроводов и пути их решения. Методы решения трансцендентных уравнений (графический и численные).

  • Кавитационный расчет всасывающего трубопровода насоса.

  • Основы расчета газопрводов.

  • Определение расхода и скорости при истечении жидкости. Сравнение ис- течения через отверстия и насадки различных типов. Всасывающий эффект насадка. Кавитация в насадке.

  • От каких факторов зависит повышение давления при гидроударе? Способы борьбы с гидроударом.

    Ответы на основные вопросы, необходимые для понимания курса, даются в пособии при решении стандартных задач.

    РАЗДЕЛ2

    ОСНОВЫ ГИДРОСТАТИКИ






    2. 1. СИЛЫ

    Сила -количественнаямеравзаимодействиядвухтел.

    Две категории сил:

    Массовые - пропорциональны массе тела В механике это сила тяжести

    G=mgи сила инерции Fи=mа.

    Поверхностные силы. Они появляются на контакте двух тел и имеют элек- тромагнитное происхождение. В механике жидкости это силы давления жид- кости на стенки, реакции поверхностей, силы давления газа и др.

    Проявления действия сил:

    Тела деформируются.

    При движении и наличии неуравновешенной силы появляется ускорение.

    Единица силы - ньютон (Н) невелика по человеческим меркам. Одним мизинцем можно приложить силу в несколько ньютонов.

    Законы Ньютона

    Первый закон: Если равнодействующая всех сил, действующих на тело,равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или движется с посто-яннойскоростью.

    Второй закон: При наличии неуравновешенной силы F тело движеся с ус-корениемa.При этомF=ma.

    Третий закон: При взаимодействии всегда есть две силы. Они равны по ве-личине,противоположныпонаправлениюиприложеныкразнымтелам.



        1. СИЛЫ ТЯГОТЕНИЯ

    Силы тяготения играют огромную роль в жизни нашей планеты. Без тяготе- ния