- • Subiectul hidraulicii. Scurt istoric al dezvoltării. Conceptul de fluid real și ideal. Vâscozitate. Proprietățile fizice ale lichidelor și gazelor.
- • Hidrostat. Presiunea hidrostatică. Proprietăți ale presiunii hidrostatice. Pacea absolută și relativă. Ecuații diferențiale de echilibru al lichidului. Integrarea ecuațiilor de echilibru.
- • Determinarea magnitudinii și a punctului de aplicare a forței de presiune hidrostatică care acționează pe o suprafață plană.
- • Determinarea magnitudinii și a punctului de aplicare a forței de presiune hidrostatică care acționează asupra suprafeței curbe. Echilibrul corpurilor plutitoare.
- • Cinematica. Dif. ecuații de mișcare ale unui fluid ideal. Metode pentru descrierea mișcării unui fluid. În paralel, debitul de fluid, schimbând fără probleme și schimbând rapid. Traiectorie, streamline, flux elementar.
- • Ecuația de continuitate. Consum. Feed. Elemente de curgere hidraulice. Ecuația Bernoulli.
- • Ecuația Bernoulli pentru curgerea unui fluid real. Cap plin. Piele gradientului piezometric și hidraulic.
- • Ecuația de bază a mișcării uniforme uniforme. Moduri de mișcare fluidă. Rezistența hidraulică.
- • Rezistență locală.
- • Expirarea de la o mică gaură din atmosferă. Inversiunea jetului. Traiectoria jetului. Expirarea dintr-o gaură mică sub nivelul. Tipuri de duze. Expirarea de la duze. Expirarea la capul variabil.
- • Sifoane. Șoc hidraulic.
PROPRIETĂȚI FIZICE ALE LICHIDELOR
Coeficientul de comprimare a volumului
Coeficient de extindere a temperaturii
PUTERE LICHIDĂ
PRESIUNEA HIDROSTATICĂ ȘI PROPRIETĂȚILE LOR
EQUACIILE DIFERENȚIALE ALE ECHILIBRULUI DE LICHID
INTEGRAREA EQUACAȚIILOR DIFERENȚIALE
ENERGIE POTENȚIALĂ SPECIFICĂ. PRESĂ POTENȚIALĂ.
PUTEREA PRESIUNII HIDROSTATICE, ACTIVÂND ÎNTR-O FONTĂ PLATĂ
PUTEREA PRESIUNII HIDROSTATICE CARE ACTIVEAZĂ PE SUPRAFAȚA CURVOLINEARĂ
LEGEA ARCHIMEDEI. FUNNY ORGANISME
Un lichid este un corp fizic cu două caracteristici distinctive: o schimbare nesemnificativă a volumului său sub influența forțelor externe mari și a fluidității, adică o schimbare a formei sub acțiunea forțelor externe chiar nesemnificative.
Una dintre principalele caracteristici mecanice ale unui lichid este densitatea sa.
Densitatea r (kg / m3) este masa pe unitatea de volum a lichidului:
unde m este masa corpului lichid, kg; W - volum, m 3.
Densitatea lichidelor scade odată cu creșterea temperaturii. Excepția este apa în intervalul de temperaturi de la 0 la 4 0 C, când densitatea sa crește, atingând cea mai mare valoare la o temperatură de 4 0 С r = 1000 kg / m 3.
Greutatea specifică g (N / m 3) a unui lichid este greutatea pe unitatea de volum a acestui lichid:
unde G este greutatea corpului lichid, H; W - volum, m 3.
Pentru apă la o temperatură de 4 0 C, g = 9810 N / m 3.
Există o legătură între densitate și greutate specifică:
unde g este accelerația datorată gravitației, care este de 9,81 m / s 2.
Rezistența lichidelor la schimbările de volum datorate presiunii și temperaturii este caracterizată de coeficienții de compresie a volumului și de expansiune a temperaturii.
Coeficientul de comprimare a volumului
Coeficientul de compresie a volumului b w (Pa -1) este schimbarea relativă a volumului lichidului când presiunea este schimbată cu una:
unde D W este schimbarea volumului W; D r este schimbarea densității r. corespunzând unei modificări a presiunii cu o valoare D p.
Inversa coeficientului de comprimare a volumului se numește modulul elastic al lichidelor Ej (Pa)
Valoarea modulului de elasticitate a lichidelor depinde de presiune și temperatură.
Coeficient de extindere a temperaturii
Coeficientul de expansiune termică este b t (0 С) -1. exprimă schimbarea relativă a volumului lichidului cu o schimbare de temperatură de un grad:
unde D W este schimbarea volumului W corespunzând unei modificări a temperaturii cu o valoare Dt.
Coeficientul de dilatare termică a apei crește odată cu creșterea temperaturii și presiunii; pentru cele mai multe picături de lichid, bt scade odată cu creșterea presiunii
Viscozitatea este proprietatea unui fluid pentru a rezista mișcării unei părți a fluidului în raport cu cealaltă. Viscozitatea se manifestă numai atunci când fluidul se mișcă și afectează distribuția vitezei de-a lungul secțiunii vii a fluxului (Figura 1.1).
Conform ipotezei lui Newton, forța internă de frecare F în lichide este proporțională cu gradientul de viteză. Aria de contact dintre straturile de S. depinde de natura lichidului și depinde foarte puțin de presiune.
unde S este aria straturilor de contact, m 2; du - rate de deplasare a stratului "b" față de stratul "a", m / s; dy este distanța la care viteza straturilor s-a schimbat la du. m; - gradient de viteză, variație a vitezei de-a lungul normalului față de direcția de mișcare (c -1); m este coeficientul de vâscozitate dinamică (Pa.s).
Dacă forța de frecare F este legată de aria unităților straturilor de contact, obținem tensiunea tangențială t
Cu un gradient de viteză = 1; m = t și exprimă forța de frecare internă pe suprafața unității de suprafață a straturilor adiacente de fluid.
În practică, adesea nu este folosit coeficientul vâscozității dinamice, ci coeficientul vâscozității cinematice n (m 2 / s) pentru a caracteriza vâscozitatea unui fluid. Coeficientul vâscozității cinematice este raportul dintre coeficientul de vâscozitate dinamică și densitatea lichidului:
Viscozitatea unui lichid depinde de natura lichidului, de temperatura și presiune.
PUTERE LICHIDĂ
Forțele care acționează asupra lichidului pot fi împărțite în două grupuri: interne și externe.
Forțele interne sunt forțele de interacțiune dintre particulele unui fluid.
Externe - forțele aplicate particulelor volumului luate în considerare din partea altor corpuri.
Forțele externe, la rândul lor, sunt împărțite în masă și superficiale.
Forțele de suprafață sunt aplicate particulelor individuale situate pe interfață. Suprafața proporțională, care acționează. Transmisă din particule în particule fără modificări. De exemplu, presiunea atmosferică care acționează asupra suprafeței libere, precum și forțele de frecare.
Forțele de masă - aceste forțe acționează asupra tuturor particulelor volumului luat în considerare, magnitudinea forțelor este proporțională cu masa acestor particule. Ele sunt transmise de la particule la particule, însumând.
Studiază legile presiunii fluide în suprafețele plane și curbiliniare și legile echilibrului corpurilor plutitoare.
PRESIUNEA HIDROSTATICĂ ȘI PROPRIETĂȚILE LOR
Presiunea hidrostatică este o stres de compresie care apare într-un fluid în stare de repaus relativ. 1 proprietate: presiunea hidrostatică acționează în mod normal la locul de acțiune și este compresivă, adică este direcționată în volumul lichidului pe care îl analizăm. 2: Presiunea hidrostatică la un anumit punct este independentă de direcție. 3 proprietate: presiunea hidrostatică este o funcție a coordonatei.
EQUACIILE DIFERENȚIALE ALE ECHILIBRULUI DE LICHID
Să luăm în considerare echilibrul unui lichid. În volumul fluidului, executăm arbitrar un sistem de coordonate. Selectăm un punct A. În jurul căruia tragem un paralelipiped infinitezimal. Să considerăm forțele externe care acționează pe acest paralelipiped. 1. proiecția forțelor de masă pe axa x
2. Forțele de suprafață
Suma proiecțiilor tuturor forțelor pe axa x
INTEGRAREA EQUACAȚIILOR DIFERENȚIALE
Înmulțim fiecare dintre ecuații cu dx, dy și dz, respectiv, sumă.
Să considerăm un rezervor închis, care nu este complet umplut cu un lichid, suprafața liberă a căreia este mai atmosferică. Conectăm un tub de sticlă deschis subțire - un pismometru - la așa numitul N prin acțiunea presiunii în acest volum. Nivelul lichidului din tub se ridică la o anumită înălțime hizb. Din partea lichidului din vas, presiunea în volumul N este egală cu
Din partea lichidului din tub, presiunea în vol. N
Deoarece presiunile din T. N din stânga și din dreapta sunt egale, putem scrie
Înălțimea hizb este numită înălțimea fizică
Să considerăm un rezervor închis care nu este complet umplut cu un lichid, pe suprafața liberă a cărui presiune atmosferică este mai mică. Conectăm pismometrul invers la t. Evident, în acest caz, nivelul lichidului din panometru scade sub nivelul lichidului din rezervor. Din partea lichidului din vas, presiunea în t M este egală cu
Din partea lichidului din tub, presiunea în volum M
Deoarece presiunile din T. M în stânga și în dreapta sunt egale, putem scrie
Înălțimea h este numită înălțimea vidului. Altitudinea de vid caracterizează diferența dintre presiunea atmosferică și cea absolută. Această diferență, nu presiunea în sine, se numește vid. Vacuumul în acest moment este o lipsă de presiune pentru atmosferă.
ENERGIE POTENȚIALĂ SPECIFICĂ. PRESĂ POTENȚIALĂ.
Un fluid care este în repaus sau în mișcare are o anumită cantitate de energie. Lichidul de repaus are energie potențială. Ne conectăm la un piezometru deschis. Sub influența presiunii excesive în volumul N, volumul unui lichid de greutate G crește la o înălțime hizb deasupra planului NN și la o înălțime H deasupra planului OO.
Volumul în cauză poate produce muncă.
1. Prin căderea pe planul OO de la înălțimea z. Această lucrare va fi egală cu Ez = z G.
2. Ridicând sub presiune p la altitudinea hizb
Lucrarea totală, în acest fel, că un volum de lichid de greutate G poate produce
Energia potențială specifică se numește energia pe unitate de greutate
După cum se poate observa, energia potențială specifică constă în energia potențială specifică a poziției z și energia potențială specifică a presiunii hizb = p / g.
Cap potențial - energia potențială specifică, adică a căror energie are o unitate de greutate fluidă
Este necesar să ne amintim diferența dintre presiune și cap.
Capul este energia specifică - valoarea este constantă pentru un anumit volum de lichid.
Presiunea este un stress compresiv, în funcție de coordonatele punctului.
Determinați presiunea în rezervor și înălțimea nivelului în tubul 1, dacă cititorul de mercur este citit. Soluția. Să notăm condițiile de echilibru pentru manometrul de mercur pentru planul a) din partea laterală a rezervorului
b) din partea manometrului. atunci
Astfel, în rezervor - un vid, a cărui valoare este egală cu:
Condițiile de echilibru ale tubului 1
PUTEREA PRESIUNII HIDROSTATICE, ACTIVÂND ÎNTR-O FONTĂ PLATĂ
1. Gasiti marimea presiunii hidrostatice absolute.
2. Găsiți poziția liniei de acțiune a forței.
- static al zonei.
Forța de presiune hidrostatică care acționează pe o figura plată de orice formă este egală cu aria acestei cifre înmulțită cu presiunea hidrostatică la centrul de greutate al acestei figuri.
Se descompune puterea PA în Pamm și P. Centrul acțiunii forței Ratm va coincide cu centrul de greutate al figurii, deoarece presiunea atmosferică este uniform distribuită pe suprafață. Centrul de acțiune al forței P va fi localizat mai jos, deoarece Presiunea în exces depinde de adâncimea de imersie.
Forța necesară RA este suma geometrică a forțelor Pamm și P.
Suma momentelor forțelor componente este egală cu momentul forței rezultante
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: