Физические свойства жидкостей

ГИДРАВЛИКА

и

Основы водоснабжения

Методическое пособие

Сургут

Издательский центр СурГУ

УДК 532

ББК 30.123

С46

Рецензент:

кандидат физико-математических наук,

заведующий лабораторией кафедры СТК Галиев И.М.

Соколов С.Б., Горынин Г.Л.

С46: Гидравлика и основы водоснабжения: Методическое пособие/ С.Б.Соколов, Г.Л.Горынин; Сургут. гос. ун-т ХМАО-ЮГРЫ. – Сургут: ИЦ СурГУ, 2012. -

Методическое пособие написаны в соответствии с учебной программой дисциплины «Гидравлика» по направлению «Строительство» и предназначены для использования при изучении теоретического курса, практических занятий и выполнения контрольных заданий студентами.

Изложены основные теоретические сведения по гидростатике, гидродинамике и гидравлике и расчетам трубопроводов. Приводятся контрольные задания по основным разделам дисциплины.

УДК 532

ББК 30,123

© Соколов С.Б., Горынин Г.Л., 2012

© ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО-ЮГРЫ», 2012

	Содержание	Стр.
	Указания по выполнению контрольных заданий
	Основные теоретические сведения. Методические указания и контрольные задания.
1.	Свойства жидкостей. Гидростатика
1.1.	Физические свойства жидкостей
1.2.	Гидростатическое давление
1.3.	Основное уравнение гидростатики
1.4.	Сила давления жидкости на плоские поверхности
1.5.	Сила давления жидкости на криволинейные поверхности
1.6.	Контрольные задания по разделу "Свойства жидкостей. Гидростатика"
2.	Основы гидродинамики
2.1.	Основные характеристики потока
2.2.	Уравнение постоянства расхода
2.3.	Режимы движения жидкости
2.4.	Уравнение Бернулли
2.5.	Истечение жидкости через отверстия и насадки
2.6.	Контрольные задания по разделу "Основы гидродинамики"
3.	Расчет трубопроводов
3.1.	Потеря напора по длине
3.2.	Местные потери напора
3.3.	Гидравлический расчет трубопроводов
3.4.	Контрольные задания по разделу "Расчет трубопроводов"
	Рекомендуемая литература
	Приложения

Указания по выполнению контрольных заданий

В соответствии с программой студент должен выполнить контрольные работы по трем темам:

1. Свойства жидкостей. Гидростатика.

2. Основы гидродинамики.

3. Расчет трубопроводов.

Каждая контрольная работа состоит из двух задач. Номера вариантов студент выбирает по цифрам номера своей зачетной книжки: 1-я задача – по последней цифре, 2-я задача – по предпоследней цифре. Цифре 0 соответствует вариант с номером 10.

1. Контрольные работы выполняются на листах формата А4 отдельно для каждой контрольной работы. На титульном листе следует указать номер контрольной работы, группу, специальность, Ф.И.О. студента, номер зачетной книжки, дата предоставления на проверку. Сопровождающие чертежи необходимо строить в масштабе, при необходимости – на миллиметровой бумаге.

2. Условия задач следует переписать полностью без сокращений.

3. Решения задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями. Когда необходимо, привести чертеж.

4. Решать задачу нужно в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи. При таком способе решения вычисления промежуточных величин не производятся.

5. После получения расчетной формулы для проверки правильности ее в правую часть формулы вместо символов величин следует подставить обозначения единиц этих величин, произвести с ними необходимые действия и убедиться в том, что полученная при этом единица измерения соответствует искомой величине. Если такого соответствия нет, это означает, что задача решена неверно.

6. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторную работу необходимо представить вместе с незачтенной работой.

7. Зачтенные контрольные работа предъявляются преподавателю на зачете или экзамене. Студент должен быть готов во время зачета или экзамена дать пояснения по существу решения задач.

Основные теоретические сведения.

Методические указания и контрольные задания

1. СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ. ГИДРОСТАТИКА

Гидростатика изучает законы равновесия жидкости и взаимодействие покоящейся жидкости с твердыми телами. В данном разделе изучаются физические свойства жидкостей и методы применения законов гидростатики для решения практических задач.

1) Следует изучить основные физические свойства жидкостей, уяснить понятие давления, суть закона Паскаля. Изучить основное уравнение гидростатики и следствия этого уравнения. Необходимо также установить связь сил давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности с силой Архимеда, научиться владеть понятиями центра масс, центра давления и тела давления и работать с ними.

2) При решении задач по гидростатике прежде всего нужно хорошо усвоить и не путать такие понятия, как давление p и сила давления F.

3) При решении задач на определение давления в той или иной точке неподвижной жидкости следует пользоваться основным уравнением гидростатики (1.1). Применяя это уравнение, нужно иметь в виду, что второй член в правой части этого уравнения может быть как положительным, так и отрицательным. Нужно помнить, также, что при увеличении глубины давление возрастает, а при подъеме к поверхности – уменьшается.

4) Необходимо точно различать давления абсолютное, избыточное и вакуум и обязательно знать связь между давлением, удельным весом и высотой столба жидкости, соответствующей этому давлению.

Физические свойства жидкостей

Жидкостью называется физическое тело, обладающее текучестью, то есть большой подвижностью частиц относительно друг друга. Различают капельные (истинные жидкости, приобретающие форму капли при малых объемах) и газообразные (газы) жидкости. Основные физические характеристики жидкости - плотность, сжимаемость, тепловое расширение, вязкость.

Плотность ρ - отношение массы m жидкости к ее объему V: . Единицы измерения плотности - кг/м³ (СИ), г/см³, т/м³.

Удельный вес g – отношение веса G некоторого количества жидкости к ее объему V. С плотностью жидкости удельный вес связан через ускорение свободного падения: . Единица измерения – Н/м³ (СИ).

Упругость (объемная упругость) - свойство жидкости сопротивляться изменению объема под действием внешнего давления. Она оценивается коэффициентом объемной упругости К, связывающим относительное уменьшение объема жидкости Δ V / V и изменение давления Δ р: . Знак (-) показывает, что при увеличении давления на жидкость (Δ р > 0) ее объем уменьшается (Δ V < 0). Размерность К в системе СИ– паскаль (Па).

Вязкость (внутреннее трение) - свойство жидкости сопротивляться относительному скольжению ее слоев и частиц друг относительно друга или относительно твердой поверхности. Она оценивается динамическим коэффициентом вязкости m, который измеряется в паскаль-секундах (Па×с) и равен касательному напряжению между соседними слоями, если градиент скорости равен 1. Кинематический коэффициент вязкости n определяют из формулы и измеряют в квадратных метрах на секунду (м²/с) или в стоксах (1Ст= 1 см²/с). Эти коэффициенты определяются видом жидкости, не зависят от скорости течения и существенно уменьшаются с возрастанием температуры.

Дата добавления: 2015-10-29