5.2.Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1

Раздел 1

Вводные сведения. Основные физические свойства жидкостей и газов. Силы, действующие в жидкостях. Гидростатическое давление и его свойства.

Вводные сведения о предмете «Гидравлика». Краткая история развития гидравлики, роль русских ученых. Место и роль курса в общей подготовке специалистов для органов и подразделений пожарной охраны. Взаимосвязь с дисциплинами других кафедр. Методы исследований используемые в гидравлике. Основные физические свойства жидкостей и газов. Силы, действующие в жидкостях. Динамический и кинематический коэффициент вязкости. Гидростатическое давление и его свойства.

2

Раздел 2

Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Основное уравнение гидростатики.

Дифференциальные уравнения гидростатики и их интегрирование. Равновесие несжимаемой жидкости в поле сил тяжести. Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред. Поверхности равных давлений. Закон Паскаля, использование его в пожарной технике. Абсолютное и избыточное давление. Вакуум. Диаграмма давлений. Пьезометрическая высота и гидростатический напор. Энергетический смысл основного уравнения гидростатики.

3

Раздел 3

Давление жидкости на плоские и криволинейные стенки. Центр давления.

Аналитический и графоаналитический методы определения силы и центра давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Эпюры давления. Закон Архимеда. Практическое применение законов гидравлики в пожарном деле.

4

Раздел 4

Основы кинематики. Уравнение неразрывности. Дифференциальное уравнение движения жидкости (модель идеальной жидкости).

Установившееся и неустановившееся движение жидкости. Линия тока, элементарная струйка, поток. Уравнение неразрывности в интегральной и дифференциальной форме. Расход жидкости. Живое сечение потока. Средняя скорость. Плавно и резко изменяющиеся потоки. Гидравлический радиус. Дифференциальные уравнения движения жидкости и их интегрирование. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости и его интерпретация.

5

Раздел 5

Движение реальных жидкостей. Общее уравнение энергии. Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока реальной жидкости..

Особенности движения реальных жидкостей. Распределение давлений в живых сечениях потока при установившемся, плавно изменяющимся движением. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости при установившемся движении жидкости. Ограничения использования уравнения Бернулли. Его геометрическая интерпретация и физический смысл.

6

Раздел 6

Практическое применение уравнений Бернулли в гидравлике. Режимы движения жидкости.

Гидравлическое уравнение количества движения реальных жидкостей. Примеры практического применения уравнения Бернулли в проектировании аппаратов пожарной техники. Принцип действия струйных насосов. Режим движения жидкости. Число Рейнольдса.

7

Раздел 7

Элементы теории размерностей и подобия. Гидравлические сопротивления. График Никурадзе.

Виды гидравлических сопротивлений. Теория подобия и метод анализа размерности. Вывод общих формул для определения потери напора. Теоретические методы определения потери напора и коэффициентов гидравлического сопротивления. Экспериментальные методы определения потерь напора и коэффициентов гидравлического сопротивления. График Никурадзе. Влияние режима движения жидкости и шероховатости трубопровода на линейный коэффициент гидравлического сопротивления и потери напора. Физический смысл влияния шероховатостей. Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Методика расчета потери напора в трубах. Местные сопротивления. Изменение коэффициента местного сопротивления в зависимости от числа Рейнольдса и вида местного сопротивления.

8

Раздел 8

Гидравлический расчет трубопроводов и рукавных систем. Расчет газопроводов при малых и больших перепадах давления.

Классификация трубопроводов и основные расчетные формулы. Гидравлический расчет «длинных» трубопроводов при параллельном и последовательном соединении. Расчет «коротких» трубопроводов Определение потерь напора в пожарных рукавах. Методы снижения потери напора. Расчет газопроводов при малых и больших перепадах давлений.

9

Раздел 9

Истечение жидкостей через отверстия и насадки.

Истечение жидкости из круглого отверстия в тонкой стенке. Сжатие струи. Коэффициенты скорости истечения и расхода. Истечение жидкости через затопленные отверстия. Истечение жидкости через насадки. Типы насадков. Скорость и расход при истечении жидкости через внешний цилиндрический насадок. Вакуум в цилиндрическом насадке. Особенности истечения жидкости из насадков других типов.

10

Раздел 10

Гидравлические струи

Классификация струй. Компактные и раздробленная части струи. Методы анализа устойчивости и причины распада компактной части струи. Инверсия струи. Траектория струи. Высота подъема и дальность полета струи. Формулы Люгера и Фримана. Расчет наклонных струй. Влияние насадок на формирование струи. Связь между радиусом действия компактной части струи, диаметром насадка, напором и расходом. Реакция струи. Давление струи. Распыленные струи и способы их получения.

11

Раздел 11

Неустановившееся напорное движение жидкости. Гидравлический удар в трубопроводах.

Уравнение Бернулли для неустановившегося движения. Гидравлический удар в трубопроводах. Повышение давления при гидравлическом ударе. Скорость распространения ударной волны. Фаза удара. Полный и неполный удар. Диаграмма давлений при гидравлическом ударе. Способы уменьшения давления при гидравлическом ударе.