- •Часть 1 Гидравлика
- •Вводная лекция Предмет, задачи и методы гидравлики.
- •Краткая история развития гидравлики.
- •Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
- •Введение
- •1. Предмет, задачи и методы гидравлики. Краткая история развития гидравлики.
- •2. Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
- •Лекция 1.Общие сведения о жидкостях и газах. Введение
- •1. Общие сведения о жидкостях и газах.
- •Дольные и кратные приставки
- •2.Основные физические свойства жидкостей и газов
- •2.1.Плотность жидкости
- •2.2. Температурное расширение
- •Из формулы (6) можно определить объем, который жидкость займет
- •2.3. Сжимаемость жидкости
- •2.4. Вязкость жидкости
- •2.5. Давление насыщенных паров
- •2.6. Поверхностное натяжение
- •3. Измерение плотности и вязкости жидкости.
- •Заключение
- •Литература
- •Лекция 2. Гидростатическое давление.
- •1.Силы, действующие в покоящейся жидкости
- •2. Понятие о давлении, свойства гидростатического давления, виды давления
- •3. Основное уравнение гидростатики. Закон паскаля.
- •Разделим левую и правую часть уравнения на Δх Δу, получим
- •А для закрытого сосуда
- •4. Геометрическая высота, пьезомтрическая высота.
- •Найдем выражение для γэф и следующих уравнений (см. Рис.9,д)
- •Произведя подстановки и преобразования, получим
- •В начале лекции, говоря о вакуумметрическом давлении мы написали уравнение
- •Заключение
- •Окончательно
- •Для определения силы гидростатического давления жидкости на плоскую поверхность необходимо знать кроме величины и направления силы, также точку приложения этой силы – так называемый центр давления.
- •2. Сила гидростатического давления на криволинейные поверхности.
- •3. Эпюры гидростатического давления.
- •Заключение.
- •Литература
- •Введение
- •1. Выталкивающая сила гидростатического давления. Закон Архимеда
- •Заключение
- •Литература
- •Введение
- •1. Основы кинематики. Основные понятия и определения кинематики и динамики жидкостей и газов. Задачи гидродинамики.
- •2. Поток жидкости. Основные элементы потока.
- •3. Средняя скорость, расход жидкости. Уравнение неразрывности потока.
- •Литература
- •Введение
- •1.Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли.
- •Заметим, что
- •Эта работа (рсд) равна
- •Уравнение Бернулли для реальной жидкости
- •Заключение
- •Литература
- •Лекция 7. Теория гидродинамических сопротивлений.
- •1. Режимы движения жидкости в трубах. Число Рейнольдса. Элементы подобия гидравлических процессов
- •Режимы движения жидкости в трубах
- •Число Рейнольдса
- •Элементы подобия гидродинамических процессов
- •2.Понятие о шероховатости труб. Гидравлическое сопротивление. Сопротивление движению жидкости в трубах за счёт трения. Коэффициент гидравлического сопротивления
- •2.1.Понятие о шероховатости труб.
- •Значения эквивалентной шероховатости
- •В результате формула (7) имеет вид
- •3.График Никурадзе..
- •4. Гидравлический уклон
- •Литература
- •Общие сведения о местных сопротивлениях
- •2. Внезапное расширение русла
- •Сгруппировав члены, получим
- •2. Постепенное расширение русла
- •3. Сужение русла
- •4. Поворот русла
- •5.Местные сопротивления при ламинарном течении. Эквивалентная длина местных сопротивлений.
- •Заключение
- •Литература
- •1. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре
- •2. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре
- •3. Истечение жидкости через насадки.
- •4. Влияние числа Рейнольдса на истечение жидкости.
- •Заключение.
- •Литература
- •Лекция 10. Гидравлическая характеристика трубопровода.
- •Литература
- •Введение
- •1. Неустановившееся течение жидкости в жестких трубах
- •2.Физическая сущность гидравлического удара по н.Е. Жуковскому
- •3. Уравнение гидравлического удара в цилиндрических трубах. Прямой гидравлический удар. Непрямой гидравлический удар
- •4. Способы ослабления гидравлического удара
- •Литература
2.4. Вязкость жидкости
Вязкость есть физическое свойство жидкостей, характеризующее их сопротивляемость скольжению или сдвигу.
Различают:
динамическую вязкость . Коэффициент динамической вязкости обозначают h , размерность коэффициента динамической вязкости в международной системе единиц
[h]=Па*с - паскаль на секунду. Эту единицу называют пуазейлем.
На практике динамическую вязкость измеряют в паузах (обозначается - П) - так называется единица динамической вязкости в физической системе единиц.
Соотношение между единицами коэффициента динамической вязкости
1Па*с=10П
кинематическая
вязкость.
Кинематической вязкостью называется
отношение динамической вязкости к
плотности жидкости при той же температуре,
обозначается греческой буквой
-ню.
=h/r
где h - коэффициент динамической вязкости;
r - плотность жидкости.
Размерность коэффициента кинематической вязкости в международной системе единиц [h]=Па*с=Н*с/м2=кг*с/с2М2=Кг/М*с
[r]си=Кг/м3
тогда
[ си]=[h]си/[r]си=Кг*м3/(М*с*Кг)
В справочнике может встретиться кинематическая вязкость в физической системе единиц
=см2/с - такая единица называется стоком (СТ).
Соотношение между единицами коэффициента кинематической вязкости в различных системах
м2/с=1*104см2/с(ст)= 1*106мм2/с(сст)
Кинематическую вязкость жидкости определяют капиллярным вискозиметром.
условную вязкость. Условной вязкостью называется безразмерная величина, представляющая собой отношение времени истечения через калиброванное отверстие вискозиметра при температуре испытания 200 мл испытуемой жидкости ко времени истечения через то же отверстие 200 мл дистиллированной воды при температуре 200С.
Условная вязкость измеряется градусами условной вязкости (0ВУ)
0BУ=t1/t2
где t1- время истечения испытуемой жидкости;
t2 - время истечения дистиллированной воды ( водное число).
2.5. Давление насыщенных паров
Давлением насыщенных паров жидкости Рn называют давление, при котором пары жидкости находятся в равновесии с жидкостью и число молекул, переходящих из жидкости в пар, равно числу молекул, совершающих обратный переход. Если давление жидкости станет равным давлению насыщенных паров ее при данной температуре (P=Pn), внутри жидкости образуются пузырьки и полости, запомненные парами жидкости и растворенными в ней газами, и оплошность жидкости нарушается. Если жидкость имеет свободную поверхность, то пузырьки всплывают и выходят из жидкости, т.е. происходит кипение.
Давление насыщенных паров зависит от вида жидкости и ее температуры. Единица измерения Па.
2.6. Поверхностное натяжение
Поверхностное натяжение жидкости обусловлено силами взаимного притяжения, возникающими между частицами поверхностного слоя жидкости на границе раздела с другой жидкостью или газом и вызывающими напряженное его состояние.
Под действием указанных сил поверхность жидкости оказывается покрытой равномерно натянутой тонкой пленкой, которая стремится придать объему жидкости форму имеющую наименьшую поверхность.
Поверхностное натяжение оказывает на жидкость дополнительное давление, которое может быть определено по формуле Лапласа
Р=d((1/r1)-(1/r2) ( 10)
Где d - поверхностное натяжение;
r1,r2- радиусы кривизны двух главных нормальных сечений поверхности жидкости.
С повышением температуры поверхностное натяжение жидкости обычно уменьшается.
Особенно сильно поверхностное натяжение проявляется в трубках весьма малого диаметра (капиллярных), где благодаря действие дополнительного давления, вызываемого этим натяжением , положение поверхности жидкости изменяется. Возможно поднятие уровня, если жидкость хорошо смачивает стенки (например, вода), и опускание его, если жидкость не смачивает стенки (например, ртуть).
В капиллярных трубках Р=2d/r где r - радиус трубки. Размерность d[H/M2]
