Жидкость и силы, действующие на неё

Жидкостью в гидравлике называют физическое тело способное изменять свою форму при воздействии на нее сколь угодно малых сил. Различают два вида жидкостей: жидкости капельные и жидкости газообразные (рис.1.2).

Рис. 1.2. Виды жидкостей

 

Рис. 1.3. Сжатие жидкостей и газов

(Н/м2) или (Па),

где F - сила, действующая на жидкость, Н (ньютоны);
S - площадь, на которую действует эта сила, м² (кв.метры).

Рис. 1.5. Схема к определению давлений

За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль - давление вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м²:

1 Па = 1 Н/м² = 10^-3 кПа = 10^-6 МПа.

Размерность давления обозначается как " Па" (паскаль), " кПа" (килопаскаль), " МПа" (мегапаскаль). В технике в настоящее время продолжают применять систему единиц МКГСС, в которой за единицу давления принимается 1 кгс/м².

1 Па = 0, 102 кгс/м² или 1 кгс/м² = 9, 81 Па.

 

 

Рис. 1.6. Силы поверхностного натяжения

Рис. 1.7. Профиль скоростей при течении вязкой жидкости вдоль стенки

Рис. 1.8. Способы оценки вязкости жидкости

Лекция 2. ОСНОВЫ ГИДРОСТАТИКИ

Гидравлика делится на два раздела: гидростатика и гидродинамика. Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практическое применение.

Гидростатическое давление

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением.

Если эту силу P разделить на площадь дна S_abcd, то мы получим среднее гидростатическое давление, действующее на дно резервуара.

Гидростатическое давление обладает свойствами.

Свойство 1 . В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.

 

Рис. 2.1. Схема, иллюстрирующая свойства гидростатического давления:

а - первое свойство; б - второе свойство

Свойство 2 . Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

Свойство 3 . Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.

Основное уравнение гидростатики

 

Рис. 2.2. Схема для вывода основного уравнения гидростатики

Давление жидкости на плоскую наклонную стенку

Рис. 2.3. Схема к определению равнодействующей гидростатического давления на плоскую поверхность

Давление жидкости на цилиндрическую поверхность

 

Рис. 2.4. Схема к определению равнодействующей гидростатического давления на цилиндрическую поверхность

2.5. Закон Архимеда и его приложение

Рис. 2.5. Поперечный профиль судна

 

Лекция 3. ОСНОВЫ ГИДРОДИНАМИКИ

Гидродинамика - раздел гидравлики, в котором изучаются законы движения жидкости и ее взаимодействие с неподвижными и подвижными поверхностями.

Основные понятия о движении жидкости

Живым сечением ω (м² ) называют площадь поперечного сечения потока, перпендикулярную к направлению течения.

Рис. 3.1. Живые сечения: а - трубы, б - клапана

Смоченный периметр χ (" хи" ) - часть периметра живого сечения, ограниченное твердыми стенками (рис.3.2, выделен утолщенной линией).

Рис. 3.2. Смоченный периметр

Средняя скорость потока υ - скорость движения жидкости, определяющаяся отношением расхода жидкости Q к площади живого сечения ω:

Линия тока (применяется при неустановившемся движении) это кривая, в каждой точке которой вектор скорости в данный момент времени направлены по касательной.

Трубка тока - трубчатая поверхность, образуемая линиями тока с бесконечно малым поперечным сечением. Часть потока, заключенная внутри трубки тока называется элементарной струйкой.

Рис. 3.3. Линия тока и струйка

Рис. 3.4. Труба с переменным диаметром при постоянном расходе

 

Уравнение Бернулли для идеальной жидкости

 

Рис.3.5. Схема к выводу уравнения Бернулли для идеальной жидкости

 

Уравнение Бернулли для реальной жидкости

 

Рис.3.6. Схема к выводу уравнения Бернулли для реальной жидкости

Уравнение Бернулли для реальной жидкости будет иметь вид:

Измерение скорости потока и расхода жидкости

Рис. 3.7. Трубка Пито и pасходомер Вентури

 

Лекция 4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Режимы движения жидкости

Рис. 4.1. Схема установки Рейнольдса

где ν - кинематическая вязкость;
k - безразмерный коэффициент;
d - внутренний диаметр трубы.

 

Кавитация

Рис. 4.2. Схема трубки для демонстрации кавитации

 

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A Схема затяжки болтов ГБЦ; болты 5 и 7 длиннее остальных и устанавливаются в свои места
2. XVIII. Семинар. Тема 23 и 24. Судебные прения. Последнее слово подсудимого. Приговор.
3. Адсорбция на границе жидкость – газ
4. Амарнский период развития древнеегипетского искусства
5. АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ВЕРСИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫТЕКАЮЩИХ ИЗ НЕЕ СЛЕДСТВИЙ
6. Архитектура 17-18вв в Италии. Ранее борокко
7. Бренд автора или бренд СМИ: что важнее?
8. Вновь созданная организация оформляет учетную политику не позднее
9. Внутреннее водоснабжение и водоотведение зданий
10. Внутреннее действие Святого Духа
11. Внутреннее оборудование вагона
12. Внутреннее строение кристаллов и основные типы