Основы гидростатики. Тема №1

Содержание

Слайд 2

ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: 1. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика: Учебное пособие. –

ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ:
1. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика: Учебное пособие. –

3-е издание, стереотип-ное. – М.: Высшая школа, 2008. – 199 с:
2. Метревели В.Н. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями: Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 2007. – 192 с.



Слайд 3

ЛИТЕРАТУРА 3. Абросимов Ю.Г., Иванов А.И., Качалов А.А и др. Гидравлика

ЛИТЕРАТУРА

3. Абросимов Ю.Г., Иванов А.И., Качалов А.А и др.

Гидравлика и противопожарное водоснабжение. Учебник. - М.: Академия ГПС МЧС России , 2008. -  422 с.;
4. Масаев В.Н., Малый В.П, Практикум по гидравлике: учебное пособие для слушателей, курсантов и студентов Сибирской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России / – Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2016. – 120 с.;
Слайд 4

ЛИТЕРАТУРА Дополнительная: 1. Абросимов Ю.Г., Качалов А.А., Мышак Ю.А., Иванов А.И.

ЛИТЕРАТУРА

 
Дополнительная:
1. Абросимов Ю.Г., Качалов А.А., Мышак Ю.А., Иванов А.И. Задачник

по гидравлике и противопожарному водоснабжению. Часть 1. Гидравлика в пожарном деле. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1989. - 114 с.;
2. Абросимов Ю.Г., Качалов А.А., Мышак Ю.А., Иванов А.И. Задачник по гидравлике и противопожарному водоснабжению. Часть 2. Противопожарное водоснабжение. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1990. - 119 с.


Слайд 5

Вводные сведения о предмете «Гидравлика» ГИДРАВЛИКА (от hydor - вода и


Вводные сведения о предмете «Гидравлика»



ГИДРАВЛИКА


(от hydor - вода и aulos — труба, желоб.
Это значит течение воды по трубам) -
техническая наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и разрабатывающая методы применения этих законов в различных областях производственной деятельности и инженерной практики.
Следует заметить, что противопожарное водоснабжение - это лишь прикладная инженерная дисциплина, входящая в науку, название которой «ГИДРАВЛИКА».
Слайд 6

Вводные сведения о предмете «Гидравлика» ГИДРАВЛИКА 1. Теоретическая гидравлика, где излагаются


Вводные сведения о предмете «Гидравлика»




ГИДРАВЛИКА


1. Теоретическая гидравлика, где излагаются важнейшие положения учения о равновесии и движении жидкостей
2. Практическая гидравлика, использующую эти положения для решения частных вопросов инженерной практики.
Слайд 7

ГИДРАВЛИКА делится на три раздела: 1. Гидростатика, изучающая законы покоя жидкости,


ГИДРАВЛИКА делится на три раздела:



1. Гидростатика, изучающая

законы покоя жидкости, как частный случай движения. В этом разделе излагаются способы определения давления покоящейся жидкости на соприкасающиеся с ней тела, и рассматриваются условия плавления тел без продвижения их по жидкости.
2. Кинематика — раздел гидромеханики, рассматривающий виды и формы движения жидкостей, не касаясь вопроса о силах, под влиянием которых происходят эти движения.
3. Гидродинамика, изучающая условия движения жидкости. В этом разделе излагаются способы вычисления давления, скорости текущей жидкости и условия обтекания плавающего тела.
Слайд 8

1.1 История развития гидравлики, роль русских ученых Античный период Начало развития


1.1 История развития гидравлики, роль русских ученых




Античный период
Начало развития гидравлики относится к античному периоду.
Еще за 250 лет до н. э. появился трактат «О плавающих телах» Архимеда (ок. 287 -212 до н. э.).
Римский инженер-строитель Фронтин (В I веке н.э.) указывает, что в Риме было:
9 водопроводов;
общая длина водопроводных линий 436 км.;

Слайд 9

1.1 История развития гидравлики, роль русских ученых Формирование гидравлики как науки


1.1 История развития гидравлики, роль русских ученых




Формирование
гидравлики как науки
начинается в середине XV века
Леонардо да Винчи (1452 -1519 гг.)
трудом
«О движении и измерении воды»,
и своими лабораторными опытами положил начало экспериментальному методу в гидравлике.

Слайд 10

В 1586 г. была опубликована работа С. Стевина «Начало гидростатики». В






В 1586 г. была опубликована

работа С. Стевина «Начало гидростатики».
В этот период великий итальянский физик, механик и астроном
Галилео Галилей (1564 -1642)
показал, что гидравлические сопротив-ления возрастают с увеличением скорости и с возрастанием плотности жидкой среды.
В 1612 г. появился его трактат «Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и о тех, которые в ней движутся»,
излагающий ОСНОВЫ ГИДРОСТАТИКИ.
Слайд 11

В XVI -XVII вв. С. Стевин, Г. Галилей, Б. Паскаль разработали основы гидростатики как НАУКИ.







В XVI -XVII вв.
С.

Стевин, Г. Галилей, Б. Паскаль
разработали основы гидростатики
как НАУКИ.
Слайд 12

Вместе с тем здесь можно отметить имена следующих ученых, способствовавших ее


Вместе с тем здесь можно отметить имена следующих ученых, способствовавших

ее развитию:
Кастелли (1577 - 1644)
преподавателя математики в Пизе и Риме, который в ясной форме изложил
принцип неразрывности;
Слайд 13

В 1643 г. ученик Галилея, выдающийся математик и физик Эванжелиста Торричелли



В 1643 г. ученик Галилея, выдающийся математик и физик


Эванжелиста Торричелли (1608 - 1647),
впервые
исследовал движение жидкости,
установил закон и дал формулу истечения жидкости безиучета внутреннего трениятрения в жидкости и
струи при ее выходе из отверстия.
Слайд 14

В 1643 г. выдающийся французский математик, физик и философ Блез Паскаль


В 1643 г. выдающийся французский математик, физик и философ
Блез Паскаль


УСТАНОВИЛ
закон о передаче внешнего давления жидкостью, на основе которого
СОЗДАНЫ
гидравлические прессы и подъемные краны.


Слайд 15

В 1687 г. Исаак Ньютон (1643—1727) великий английский ученый, физик, механик,

В 1687 г. Исаак Ньютон (1643—1727) великий английский ученый, физик, механик,

астроном и математик СФОРМУЛИРОВАЛ закон внутреннего трения в жидкости и ВПЕРВЫЕ ВВЕЛ В НАУКУ понятие о вязкости жидкости.



Слайд 16

Середина и конец XVIII века. Формируются теоретические основы современной механики жидкости.

Середина и конец XVIII века.
Формируются теоретические основы современной механики жидкости.


Эти научные основы были заложены тремя учеными XVIII века:
- Даниилом Бернулли,
- Леонардом Эйлером,
- Д'Аламбером.



Слайд 17

Дальнейшее развитие гидравлики как самостоятельной науки связано с именами ученых Петербургской

Дальнейшее
развитие гидравлики как самостоятельной науки
связано с именами ученых Петербургской

академии наук
- М. В. Ломоносова,
- Д. Бернулли,
- Л. Эйлера.


Слайд 18

В XVIII веке Д. Бернулли и Л. Эйлер разработали общие уравнения


В XVIII веке
Д. Бернулли и Л. Эйлер
разработали
общие

уравнения движения идеальной жидкости,
послужившие основой для дальнейшего развития гидравлики и гидромеханики.



Слайд 19

Д. Бернулли (1700 - 1782) выдающийся физик и математик родился в


Д. Бернулли (1700 - 1782)
выдающийся физик и математик родился

в Голландии.
С 1725 по 1733 г. жил в Петербурге, являлся профессором и членом Петербургской Академии наук.
В Петербурге он написал свой знаменитый труд «ГИДРОДИНАМИКА».
В 1738 г. было опубликовано его исследование «Гидродинамика или записи о силах движения жидкости»



Слайд 20

Великий русский ученый М. В. ЛОМОНОСОВ опубликовал ряд работ по гидравлике,


Великий русский ученый
М. В. ЛОМОНОСОВ
опубликовал ряд работ

по гидравлике,
в том числе
«Рассуждение о твердости и жидкости тела»



В 1755 -1769 гг. в трактатах по гидродинамике Л. Эйлер на основе закона М. Ломоносова
дал
дифференциальное уравнение равновесия и движения «идеальной» жидкости и подтвердил правильность теории Д. Бернулли

Слайд 21

В 1883 г. Н. П. Петров разработал гидравлическую теорию смазки, уточнил




В 1883 г. Н. П. Петров
разработал

гидравлическую теорию смазки, уточнил теорию с внутренним трением движущейся вязкой жидкости, экспериментально и теоретически доказал, что эта гипотеза И. Ньютона является законом.

П. П. Мельников — инженер путей сообщения, профессор прикладной механики
создал первый на русском языке курс «Основания практической гидравлики», а также
организовал в 1855 г. первую в России учебную гидравлическую лабораторию.

Слайд 22

Мировую известность получили исследования Н. Е. ЖУКОВСКОГО «О гидравлических ударах в

Мировую известность получили исследования Н. Е. ЖУКОВСКОГО «О гидравлических ударах в

водопроводных трубах».



Большие заслуги в развитии гидравлики принадлежат советскому академику Н. Н. ПАВЛОВСКОМУ.
В 1922 г. Н. Н. Павловским
- разработана теория движения грунтовых вод под гидравлическими сооружениями,
- дана общая теория напорной фильтрации, а для проведения экспериментальных исследований
- предложен получивший всемирную известность метод «электрогидродинамических аналогий».

Слайд 23

Важнейшей из проблем в области гидравлики является проблема сопротивления жидкостей, оставшаяся




Важнейшей из проблем в области гидравлики является проблема

сопротивления жидкостей, оставшаяся Н. П. Петровым до конца не решенной в области турбулентного движения жидкости.
Однако и в этой сложной области к настоя-щему времени достигнут определенный прогресс на основе работ А. Н. Колмогорова с его школой, М. А. Великанова, Л. Г. Лойцянского и других.
Исследования в области гидравлики координируются Международной ассоциацией гидравлических исследований (МАГИ).
Слайд 24

1.2 Место и роль гидравлики в общей подготовке специалистов ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

1.2 Место и роль гидравлики в общей подготовке специалистов ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.




ГИДРАВЛИКА находит широкое ПРИМЕНЕНИЕ
при решении вопросов эксплуатации пожарных насосов,
транспортирования воды по водопроводным трубам и пожарным рукавам,
создания дальнобойных и распыленных водяных струй, с
строительства и эксплуатации источников водоснабжения, запасных резервуаров, водонапорных и других гидротехнических сооружений.

Слайд 25

1.2 Место и роль гидравлики в общей подготовке специалистов ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

1.2 Место и роль гидравлики в общей подготовке специалистов ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.




ГИДРАВЛИКА опирается
на такие науки, как:
высшая математика,
физика,
теоретическая механика,
начертательная геометрия и
сопротивление материалов.

Слайд 26

1.2 1.2 Место и роль гидравлики в общей подготовке специалистов ПОЖАРНОЙ

1.2 1.2 Место и роль гидравлики в общей подготовке специалистов ПОЖАРНОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ



Главнейшие области
применения ГИДРАВЛИКИ
мелиорация и водное хозяйство,
гидротехника,
гидроэнергетика,
водоснабжение и канализация,
машиностроение
и т.д.
Важную роль играет гидравлика в противопожарном водоснабжении!!!

Слайд 27

В результате изучения данной дисциплины курсанты должны ЗНАТЬ: основные понятия и





В результате изучения данной дисциплины курсанты

должны
ЗНАТЬ:
основные понятия и законы гидравлики;
физическую сущность изучаемых явлений и закономерностей;
общую интегральную форму уравнения количества движения и момента количества движения;
факторы, влияющие на потери напоров в линейных и местных сопротивлениях;
влияние режимных и геометрических параметров на истечение жидкостей через отверстия, насадки, короткие трубопроводы, на характеристики пожарных струй;
причины, вызывающие гидравлический удар и способы борьбы с ним;
Слайд 28

УМЕТЬ: - применять основные законы и закономерности гидравлики при решении вопросов

УМЕТЬ:




- применять основные законы и закономерности гидравлики при

решении вопросов обеспечения противопожарной защиты; - производить расчет систем аварийного слива ЛВЖ и ГЖ, параметров траектории струи и ее реакции, потерь напора в системах подачи воды, потерь давления в газовых АУП.
Слайд 29

ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ: о струйной модели движения жидкости; о дифференциальных уравнениях гидростатики

ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ:




о струйной модели движения жидкости;
о

дифференциальных уравнениях гидростатики и гидродинамики и методах их решения, о теории подобия и критериальных зависимостях;
об основных принципах работы и совершенствования приборов и аппаратов пожаротушения;
о методах повышения пропускной способности трубопроводов и пожарных рукавов.
Слайд 30

2. Методы исследований, используемые в гидравлике Историческое развитие гидравлики шло двумя

2. Методы исследований, используемые в гидравлике




Историческое

развитие гидравлики шло двумя различными путями.
Первый путь - теоретический, путь точного математического анализа, в частности, дифференциального исчисления, основанного на законах механики.
Второй путь - путь широкого привлечения эксперимента и накопления опытных данных для использования их в инженерной практике привёл к созданию гидравлики;
Остановимся сначала на основных аналитических методах исследования гидравлических вопросов.
Слайд 31

МЕТОД БЕСКОНЕЧНО МАЛЫХ ВЕЛИЧИН Этот способ, положенный в основу классической гидромеханики,

МЕТОД БЕСКОНЕЧНО МАЛЫХ ВЕЛИЧИН Этот способ, положенный в основу классической гидромеханики,

базируется на понятии о жидкости как о некоторой сплошной непрерывной среде (континууме), допускающей неограниченную делимость ее материальных частичек.



Слайд 32

МЕТОД СРЕДНИХ ВЕЛИЧИН Часто в гидравлике не требуется знать точную картину




МЕТОД СРЕДНИХ ВЕЛИЧИН
Часто в гидравлике не требуется

знать точную картину состояния движения каждой частицы жидкости, которая иногда может быть выявлена предыдущим методом.
Слайд 33

МЕТОД АНАЛИЗА РАЗМЕРНОСТЕЙ Впервые этот способ упоминается в гидравлических и гидродинамических





МЕТОД АНАЛИЗА РАЗМЕРНОСТЕЙ
Впервые этот способ упоминается

в гидравлических и гидродинамических работах Рейнольдса (1842 - 1912 гг.).
Однако начало общей теории этого метода было положено в 1911 г. российским ученым А. Федерманом, доказавшим фундаментальную теорему подобия, частным случаем которой является теорема учения о размерности, известная под названием ПИ-ТЕОРЕМА.
Слайд 34

Для решения технических задач одного этого метода недостаточно, приходится прибегать в





Для решения технических задач одного этого

метода недостаточно, приходится прибегать в большей мере также к экспериментальному анализу.
Еще Леонардо да Винчи писал:
«Всякий раз, когда имеешь дело с водой, прежде всего, обратись к ОПЫТУ, а потом уже рассуждай».
Слайд 35

3. Основные физические свойства жидкостей ЖИДКОСТЬЮ называют физическое тело, обладающее свойством

3. Основные физические свойства жидкостей




ЖИДКОСТЬЮ называют
физическое

тело, обладающее свойством текучести и характеризующееся малым сцеплением между частицами, вследствие чего жидкость
не имеет собственной формы и принимает форму сосуда, в котором она находится.
Слайд 36

3. Основные физические свойства жидкостей Капельные - характеризуются большим сопротивлением сжатию

3. Основные физические свойства жидкостей




Капельные - характеризуются

большим сопротивлением сжатию (почти полной несжимаемостью) и малым сопротивлением растягивающим и касательным усилиям, обусловленным незначительностью сил сцепления и сил трения между составляющими их частицами. В сосуде они образуют свободную поверхность.
Газообразные - в отличие от капельных почти не обладают сопротивлением сжатию, они не образуют свободную пограничную поверхность, а заполняют весь предоставленный им объем.
Слайд 37

3. Основные физические свойства жидкостей Рис. 1.1 Напряжения нормальное σn и

3. Основные физические свойства жидкостей





Рис. 1.1

Напряжения нормальное σn и касательное τ

ТВЕРДОЕ ТЕЛО Т.
В этом теле под действием, например, собственного веса должны возникнуть соответствующие напряжения.
Если наметить произвольное сечение тп данного тела, то в этом сечении, так же как и в любом другом сечении, (исключая сечения, совпадающие с траекториями главных напряжений),
помимо нормальных напряжений σn будут возникать еще касательные напряжения τ, т.е. напряжения, действующие вдоль намеченного сечения (касательно к нему).

Слайд 38

3. Основные физические свойства жидкостей Рис. 1.1 Напряжения стандартное σn и

3. Основные физические свойства жидкостей





Рис. 1.1

Напряжения стандартное σn и касательное τ

Представим себе далее, что тело Т, находясь в покое, приобрело такое состояние своего вещества, при котором оно оказывается неспособным воспринимать касательные напряжения τ, вызываемые, например, собственным весом.
При этом, очевидно, тело Т под действием собственного веса начнет растекаться и в конечном счете примет форму сосуда АВСD.

Слайд 39

3. Основные физические свойства жидкостей К основным физическим свойствам жидкости относят

3. Основные физические свойства жидкостей




К основным физическим свойствам

жидкости относят
плотность,
удельный вес,
сжимаемость,
температурное расширение,
вязкость.
Слайд 40

3. Основные физические свойства жидкостей 1. ПЛОТНОСТЬ Для характеристики распределения массы

3. Основные физические свойства жидкостей




1. ПЛОТНОСТЬ
Для характеристики распределения

массы в пространстве, занятом жидкостью или газом, пользуются величиной, называемой плотностью. Значение плотности среды в некотором малом объеме определяется как отношение массы, заключенной в этом объеме, к величине самого объема :
(1.1)
Под плотностью в данной точке понимается предел:
(1.2)
Средним значением плотности называется отношение массы жидкости в некотором объеме W к величине этого объема (т. е. масса жидкости в единице объема):
(1.3)
т — масса жидкости;
W — объем жидкости
Слайд 41

3. Основные физические свойства жидкостей 2. УДЕЛЬНЫЙ ВЕС ЖИДКОСТИ Удельный вес

3. Основные физические свойства жидкостей




2. УДЕЛЬНЫЙ ВЕС ЖИДКОСТИ


Удельный вес представляет собой вес единицы ее объема:
G – вес жидкости;
W – объем.
Между удельным весом и плотностью существует связь, которую можно выразить, исходя из зависимости между весом тела G, его массой т и ускорением свободного падения g , которая определяется формулой:
Подставив значение веса жидкости G формулу
удельного веса:
В системе СИ единица удельного веса принята Н/м3.
Слайд 42

3. Основные физические свойства жидкостей 3. СЖИМАЕМОСТЬ Способность жидкости изменять свой

3. Основные физические свойства жидкостей




3. СЖИМАЕМОСТЬ
Способность

жидкости изменять свой объем под действием внешних сил называется сжимаемостью.
Она характеризуется КОЭФФИЦИЕНТОМ СЖАТИЯ, выражающим относительное изменение объема при изменении давления:
W – объем;
- изменение объема;
- изменение давления.
Слайд 43

3. Основные физические свойства жидкостей 3. СЖИМАЕМОСТЬ Сжимаемость воды очень незначительна.

3. Основные физические свойства жидкостей




3. СЖИМАЕМОСТЬ
Сжимаемость

воды очень незначительна.
При увеличении давления на 9,8 МПа
объем воды уменьшается на 1/2000 первоначального объема.
Таким образом, воду можно считать практически несжимаемой, но такое допущение правомерно лишь в случаях, когда изменения давления невелики.
Слайд 44

3. Основные физические свойства жидкостей 4. ВЯЗКОСТЬ Между частицами или слоями

3. Основные физические свойства жидкостей



4. ВЯЗКОСТЬ
Между частицами или

слоями жидкости, движущимися с различными скоростями, всегда возникает сила внутреннего трения, противодействующая движению.
Свойство жидкости оказывать сопротивление скольжению слоев жидкости относительно друг друга называется вязкостью.
Слайд 45

3. Основные физические свойства жидкостей Рис. 1.2. Векторы скорости при Рис.

3. Основные физические свойства жидкостей


Рис. 1.2. Векторы скорости при Рис.

1.3. Эпюра скорости движения движении вязкой жидкости жидкости


ВЯЗКОСТЬ

Слайд 46

3. Основные физические свойства жидкостей ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ называют воображаемую жидкость, которая

3. Основные физические свойства жидкостей


ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ
называют воображаемую жидкость,

которая характеризуется:
а) абсолютной неизменяемостью объема (при изменении давления и температуры);
б) полным отсутствием вязкости, т. е. сил трения при любом ее движении.


Слайд 47

3. Основные физические свойства жидкостей - Идеальная жидкость, в отличие от

3. Основные физические свойства жидкостей


- Идеальная жидкость, в отличие от

реальной («вязкой») жидкости, в природе не существует. Ее создают в воображении как некоторую приближенную модель реальной жидкости.
- Причина вязкости обусловливается различными периодами колебаний смежных слоев жидкости, на что впервые обратил внимание французский ученый Бриллуэн.
- Вязкость зависит как от рода жидкости, так и от ее состояния. Впервые понятие вязкости было введено Исааком Ньютоном (1687 г.).


Слайд 48

3. Основные физические свойства жидкостей Обозначим расстояние между осями смежных бесконечно

3. Основные физические свойства жидкостей


Обозначим расстояние между осями смежных бесконечно

тонких слоев жидкости dn, а разность скоростей этих слоев dV (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Векторы скорости при Рис. 1.3. Эпюра скорости движении жидкости движения вязкой жидкости


Слайд 49

3. Основные физические свойства жидкостей Сила внутреннего трения, отнесенная к единице

3. Основные физические свойства жидкостей


Сила внутреннего трения, отнесенная к единице

поверхности соприкасающихся слоев жидкости, называется касательным напряжением.
Для большинства жидкостей касательные напряжения пропорциональны градиенту скорости:
τ=μ(dυ/dn) (1.7)
Этот закон называется
ЗАКОНОМ ТРЕНИЯ НЬЮТОНА.


Слайд 50

3. Основные физические свойства жидкостей С геометрической точки зрения (dυ/dn) =tgα

3. Основные физические свойства жидкостей


С геометрической точки зрения
(dυ/dn)

=tgα
где угол α показан на рис. 1.3.
Из рис. 1.3 видно, что величина угла α убывает к оси трубы, где α=0, и наибольшего значения достигает у стенок ее.
Следовательно, касательное напряжение имеет наибольшее значение у стенок канала.


Слайд 51

3. Основные физические свойства жидкостей Динамический коэффициент вязкости μ Коэффициент [μ]=(Н×с)/м2

3. Основные физические свойства жидкостей


Динамический коэффициент вязкости μ
Коэффициент [μ]=(Н×с)/м2


называется динамическим коэффициентом вязкости,
является физической характеристикой жидкости и зависит от рода жидкости и ее температуры.


Слайд 52

3. Основные физические свойства жидкостей Динамический коэффициент вязкости μ Коэффициент вязкости

3. Основные физические свойства жидкостей


Динамический коэффициент вязкости μ
Коэффициент вязкости μ

с повышением температуры понижается для капельных жидкостей (рис. 1.4) и увеличивается для газов (рис. 1.5).


Слайд 53

3. Основные физические свойства жидкостей Динамический коэффициент вязкости μ Рис. 1.4.

3. Основные физические свойства жидкостей


Динамический коэффициент вязкости μ


Рис.

1.4. График зависимости коэффициента вязкости воды от температры Т

Рис. 1.5 Зависимость коэффициентов динамической и
кинематической вязкости воздуха от температуры

Слайд 54

3. Основные физические свойства жидкостей Кинематический коэффициент вязкости ν В гидравлике

3. Основные физические свойства жидкостей



Кинематический коэффициент вязкости ν
В

гидравлике наряду с динамической вязкостью при расчетах используют так называемый
кинематический коэффициент вязкости,
представляющий собой отношение динамического коэффициента вязкости к плотности жидкости:
ν=μ/ρ
В системе СИ единица кинематической вязкости принимается м2/с.
Измеряется ареометром.
Слайд 55

Кинематический коэффициент вязкости ν В таблице указаны значения кинематической вязкости воды при различной температуре.


Кинематический коэффициент вязкости ν


В таблице указаны значения кинематической

вязкости воды при различной температуре.
Слайд 56

Кинематический коэффициент вязкости ν Вязкость капельных жидкостей уменьшается с увеличением температуры,



Кинематический коэффициент вязкости ν
Вязкость капельных жидкостей уменьшается с

увеличением температуры, а вязкость газов, наоборот, возрастает.
Объясняется это различием самой природы вязкости жидкостей и газов.
В жидкостях молекулы расположены гораздо ближе друг другу, чем в газах, и вязкость вызывается силами молекулярного сцепления.
Эти силы с увеличением температуры уменьшаются, поэтому вязкость снижается.
В газах вязкость обусловлена в основном хаотичным тепловым движением молекул, интенсивность которого увеличивается с ростом температуры, что и приводит к увеличению вязкости.
Слайд 57

4. Силы, действующие в жидкостях Силы массовые. Эти силы действуют на

4. Силы, действующие в жидкостях


Силы массовые. Эти силы действуют на

все частицы, составляющие рассматриваемый объем жидкости. Величина этих сил пропорциональна массе жидкости.
Силы поверхностные. Эти силы приложены к поверхности, ограничивающей рассматриваемый объем жидкости, выделенный, например, внутри покоящейся или движущейся жидкости.
Поверхностные силы можно разложить на две составляющие: нормальную (характеризуется нормальным напряжением) и касательную (характеризуется касательным напряжением).

Жидкость в состоянии покоя или движения находится под действием различных сил.
Силы, приложенные к жидкости, можно разделить на две группы.

Слайд 58

4. Силы, действующие в жидкостях В общем случае поверхностная сила ΔR,

4. Силы, действующие в жидкостях

В общем случае поверхностная сила ΔR, действующая

на площадке ΔS, направлена под некоторым углом к ней, и ее можно разложить на
нормальную ΔF и тангенциальную ΔT составляющие (рис. 1.7). Первая называется силой давления, вторая - силой трения.


Рис. 1.7. Разложение поверхностной силы на две составляющие

Слайд 59

5. Гидростатическое давление и его свойства В гидростатике рассматривают жидкость, находящуюся

5. Гидростатическое давление и его свойства В гидростатике рассматривают жидкость, находящуюся в

покое.




Основным понятием гидростатики является понятие гидростатического давления.
Рассмотрим произвольный объем покоящейся жидкости (рис. 1.8).

Тогда отношение Р/ω представляет собой гидростатическое давление р на площадку

.

Слайд 60

5. Гидростатическое давление и его свойства . Гидростатическим давлением в данной

5. Гидростатическое давление и его свойства




.

Гидростатическим давлением в

данной точке называется предел отношения силы давления покоящейся жидкости Р к площади ее действия

при величине площадки, стремящейся к нулю, т.е.

Следовательно, гидростатическое давление в данной
точке - величина конечного измерения.
По определению гидростатическое напряжение (давление) имеет размерность в системе СИ [р]=Па.
Гидростатическое давление обладает двумя основными свойствами.

Слайд 61

ПЕРВОЕ СВОЙСТВО Гидростатическое давление действует нормально к площадке и является сжимающим,

ПЕРВОЕ СВОЙСТВО Гидростатическое давление действует нормально к площадке и является сжимающим, т.

е. оно направлено внутрь того объема жидкости, давление на который рассматриваем.



Слайд 62

ПЕРВОЕ СВОЙСТВО Рис. 1.9 Первое свойство гидростатического давления

ПЕРВОЕ СВОЙСТВО



Рис. 1.9 Первое свойство гидростатического давления

Слайд 63

ПЕРВОЕ СВОЙСТВО В соответствии с законом трения Ньютона касательные напряжения возникают

ПЕРВОЕ СВОЙСТВО


В соответствии с законом трения Ньютона касательные напряжения возникают

при наличии градиента скорости,
а мы рассматриваем покоящуюся жидкость (или, другими словами, касательные напряжения должны привести к движению слоев жидкости, а в нашем случае рассматривается покой).
Таким образом,
давление в покоящейся жидкости может быть направлено только по нормали.
Слайд 64

Рис 1.10 Второе свойство идростатического давления ВТОРОЕ СВОЙСТВО Гидростатическое давление в


Рис 1.10 Второе свойство идростатического давления


ВТОРОЕ СВОЙСТВО
Гидростатическое давление в

любой точке жидкости не зависит от ориентировки площадки, на которую оно действует, т. е. гидро-статическое давление действует одинаково по всем направлениям.
Для доказательства второго свойства выделим внутри жидко-сти бесконечно малый объем в форме тетраэдра с ребрами dx, dy, dz, параллельными координатными осями ox, oy, oz (рис 1.10).
Слайд 65

Рис 1.10 Второе свойство гидростатического давления ВТОРОЕ СВОЙСТВО Условие равновесия выделенного


Рис 1.10 Второе свойство гидростатического давления


ВТОРОЕ СВОЙСТВО

Условие равновесия выделенного

элемента жидкости - сумма проекций всех внешних сил на координатные оси равна нулю (т.е. равнодействующая всех внешних сил равна нулю). Проекции внешних сил на оси координат будут равны:
Слайд 66

Так как размеры тетраэдра dх, dу и dz были взяты произвольно,



Так как размеры тетраэдра dх, dу и dz

были взяты произвольно, то и наклон площадки произволен, и, следовательно, в пределе при стягивании тетраэдра в точку давление в этой точке по всем направлениям будет одинаково.
Поскольку при выделении элементарного тетраэдра никаких ограничений относительно его положения в неподвижной жидкости не накладывалось, то из последнего соотношения следует, что в покоящейся жидкости гидростатическое давление в любой точке не зависит от ориентации площадки, к которой приложено давление.
Слайд 67

Так как давление не зависит от ориентации площадки, проходящей через данную



Так как давление не зависит от ориентации площадки, проходящей

через данную точку, и определяется только положением точки в жидкости, то давление является функцией величин: функцией только координа
- Предыдущая
Химия
Следующая -
Что необходимо начинающему визажисту?

Похожие презентации

ТЕСТ "Механическое движение"
Прямолинейное равноускоренное движение
Неделя математики, физики, информатики
Review: Equilibrium Conversion XAe
Методика проверки и оценивания заданий с развернутым ответом ЕГЭ по физике 2019 года (качественные задачи)
Прямоточный воздушнореактивный двигатель (ПВРД), Сверхзвуковой ПВРД, Гиперзвуковой ГПВРД, Пульсирующий воздушнореактивный
Кинематика тесты - графики Подготовка ЕГЭ ЧастьА
Критерии работоспособности и особенности расчета деталей машин. Привод. Кинематические схемы механических приводов. Лекция №1
Радио ( 11 класс)
Ионные двигатели схемы Кауфмана, двигатели NSTAR, NEXT, NEXIS, T-6
Механические волны
Физика, астрономия. Своя игра
Електричний струм в газах Підготувала Учениця 11-Б класу Криворізькоі гімназіі №49 Махіна Марія
Магнитные цепи
Основные сведения об авиационных аккумуляторах
Презентация по физике "Какие электроприборы есть на кухне?" - скачать бесплатно
Задача на расчет архимедовой силы
Электрический ток в вакууме
Динаміка матеріальної точки та поступального руху
Принцип радиосвязи и телевидения
Путешествие в мир электростанций Только то прекрасно, что серьезно Антон Чехов
Телескопы. Возможности современных телескопов
Технологическое использование конденсированных ВВ. Природа соединения, способы исследования сварного шва. (Раздел 3.11)
Курс физики
Три состояния вещества Физика 7 класс
Гравитация. Всемирное тяготение
Ионизирующее излучение
Атмосферний тиск
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть