Тема 1.2. Основы гидростатики.
Раздел 1. Водоснабжение
Тема 1.1. Основы гидравлики
Гидравлика – наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и разрабатывающая методы применения этих законов для решения различных прикладных задач.
В настоящее время почти во всех областях техники применяют различные гидравлические устройства, основанные на использование гидравлических законов.
Главнейшие области применения - гидротехника, мелиорация и водное хозяйство, гидроэнергетика, водоснабжение и канализация, водный транспорт, машиностроение и авиация.
Основные физические свойства жидкостей и газов
1) Плотность – отношение массы жидкости к ее объему
= 
; кг/м3
2) Удельный вес – отношение веса жидкости к ее объему
= 
; G = Mg; 
= 
g; Н/м3
3) Удельный объем – объем занимаемый единицей массы жидкости (величина обратная плотности);
4) Сжимаемость жидкости очень незначительна и характеризуется коэффициентом объемной сжатия 
(при увеличении давления объем жидкости уменьшается);
5) Модуль упругости Е 
- величина обратная сжимаемости;
6) Температурное расширение – свойство жидкости изменять объем при изменении температуры – характеризуется температурным коэффициентом температурного расширения 
;
7) Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу ее слоев. Вязкость проявляется в том, что при относительном перемещении слоев жидкости на поверхностях их соприкосновения возникают силы сопротивления сдвигу, называемые силами внутреннего трения или силами вязкости. Благодаря этим силам медленнее движущийся слой жидкости «тормозит» соседний слой, движущийся быстрее, и наоборот. При увеличении температуры вязкость уменьшается. Вязкость характеризуется:
|
|
|
- коэффициентом динамической вязкости 
(Пуаз)
- коэффициентом кинематической вязкости 
(Стокс).
Кинематическая вязкость воды, содержащей достаточное количество мелких взвешенных твердых частиц, может существенно увеличиваться по сравнению с чистой (без взвеси) водой.
Сжимаемость и температурное расширение жидкости
Сопротивление жидкости изменению ее объема характеризуется коэффициентами объемного и температурного расширения.
Коэффициент объемного сжатия βv, Па-1 – относительное изменение объема жидкости на единицу изменения давления:
βv = 
,
где ΔV – изменение объема V, соответствующее изменению давления на Δρ.
Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, представляет собой объемный модуль упругости жидкости Е0, Па:
Е0 = 
.
Для воды при нормальных условиях можно принимать следующее:
βv = 
-1; Е≈ 2×109 Па.
|
|
|
Коэффициент температурного расширения βt, 0С-1 – относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на один градус:
βt= 
,
где ΔV – изменение объема, соответствующее изменению температуры на Δt.
Для воды при нормальных условиях можно принимать
βt = 
0С-1.
Указанный коэффициент называют также коэффициентом объемного теплового расширения..
Тема 1.2. Основы гидростатики.
Гидростатика изучает законы равновесия в покоящейся жидкости. Она рассматривает жидкость и погруженные в нее тела в состоянии покоя..
Жидкость, находящаяся в покое, подвергается действию внешних сил 2-х категорий: массовых и поверхностных.
Массовые силы – это силы, приложенные непосредственно к частицам жидкости, заполняющей некоторый объем (сила тяжести, сила инерции).
Поверхностные силы – это силы, распределенные по поверхности (например: атмосферное давление, действующее на свободную поверхность жидкости).
Рис. Определение гидростатического давления.
На площадку 
А действует сила гидростатического давления 
Р, равная весу выделенного столба жидкости
Отношение нормальной силы 
к площадке 
А, на которую она действует, называется средним гидростатическим давлением
|
|
|
Если размер площадки 
А приблизить к нулю, то отношение 
будет стремиться к пределу, который называется гидростатическим давлением в точке или просто гидростатическим давлением.
Гидростатическое давление всегда направлена по нормали внутрь объема жидкости.
Единице й давления в СИ является Паскаль (Па), килопаскаль (кПа =10 
Па), мегапаскаль (МПа = 10 
Па).
Различают следующие виды давления:
1. Барометрическое (атмосферное) Р 
– зависит от высоты места над уровнем моря, от состояния погоды и других факторов. Чем выше над уровнем моря, тем давление меньше и наоборот.
2. Когда барометрическое давление приложено к свободной поверхности жидкости, то давление внутри жидкости на глубине h ,будет называться абсолютным 
-
- избыточное манометрическое давление (является дополнительным к атмосферному). - Если абсолютное давление меньше барометрического, то разность этих давлений составляет вакуумметрическое давление
.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 200; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!