- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Инженерная школа
- •Учебно-методический комплекс дисциплины «Гидравлика»
- •Аннотация
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Инженерная школа
- •Рабочая программа учебной дисциплины «Гидравлика»
- •Оборотная сторона титульного листа рпуд
- •Аннотация Рабочая учебная программа дисциплины «Гидравлика» разработана в соответствии с Федеральным Государственным Общеобразовательным Стандартом (фогос) высшего профессионального образования.
- •Структура и содержание теоретической части курса
- •Структура и содержание практической части курса Практические занятия (36 час.)
- •Контроль достижения целей курса
- •Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •Раздел 1. Введение в гидравлику. Краткая история развития гидравлики. (2 час.).
- •Тема 1.1. История развития гидравлики от древних времен до 18 века. (0,6 час)
- •Тема 1.2. История развития гидравлики в 18 – 20 веках нашей эры. Наиболее значимые законы и их исследователи. (0,7 час)
- •Тема 2.2. Вязкость жидкости. Закон жидкостного трения и. Ньютона. Касательные напряжения. Приборы для измерения вязкости жидкости. (0,6 час)
- •Тема 2.3. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Реологические законы неньютоновских вязких несжимаемых жидкостей. (0,8 час)
- •Раздел 3. Законы и уравнения статики жидкостей и газов. Гидростатическое давление (6 час.).
- •Тема 3.1. Гидростатическое давление и его свойства. Единицы измерения гидростатического давления. (2 час)
- •Тема 3.2 Дифференциальные уравнения равновесия жидкости в форме Эйлера. Решение дифференциальных уравнений Эйлера для жидкости, находящийся в поле силы тяжести. (2 час)
- •Тема 3.3. Основное уравнение гидростатики. Виды давления: абсолютное, манометрическое, вакуумметрическое. Приборы для измерения давления в жидкостях и газах. Закон Паскаля. (2 час)
- •Раздел 4. Сила давления жидкости на поверхности (4 час.).
- •Тема 4.1. Сила давления жидкости на твердые плоские поверхности. Сила давления жидкости на криволинейные поверхности. (2 час).
- •Тема 4.2. Сила давления жидкости на замкнутую поверхность (закон Архимеда). Сила давления жидкости на стенки круглой трубы. Сила давления жидкости отрывающая отвод трубы (2 час.).
- •Раздел 5. Основы кинематики жидкости и газа (2 час.).
- •Тема 5.1. Основные понятия теории поля. Поле скоростей и давлений в жидкости. Линия тока, траектория жидкой частицы, трубка тока, элементарная струйка и ее свойства. Струйная модель потока (1 час.).
- •Тема 5.2. Методы изучения движения жидкости (метод Эйлера и Лагранжа). Движение жидкости установившееся неустановившееся, равномерное, неравномерное, струйное, вихревое (1 час.).
- •Раздел 6. Основные законы гидродинамики. Основные понятия и определения гидродинамики (4 час.).
- •Тема 6.1. Расход жидкости. Средняя скорость движения жидкости Уравнения неразрывности для сжимаемой и несжимаемой жидкости (2 час.).
- •Тема 6.2. Уравнение д.Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и потока реальной жидкости. Интерпретация уравнения Бернулли. (2 час.)
- •Раздел 7. Гидравлические сопротивления (6 час.).
- •Тема 7.1. Виды гидравлических сопротивлений и потерь напора. Режимы движения жидкости. Опыты Рейнольдса (2 час.).
- •Тема 7.2. Основные особенности и закономерности ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости. (2 час.).
- •Раздел 8. Гидравлический расчет трубопроводов (8 час.).
- •Тема 8.1. Назначение трубопроводов классификация трубопроводов. Основные задачи, решаемые при гидравлическом расчете трубопроводов. Методы расчета трубопроводов. Расчет простого трубопровода (2 час.).
- •Тема 8.3. Неустановившееся движение жидкости в трубах. Явление гидравлического удара. Формула н. Е. Жуковского. Меры снижения ударного давления (2 час.).
- •Раздел 9. Гидравлические струи. Истечение жидкости из отверстий и насадков (2 час.).
- •Тема 9.1. Классификация струй. Расчет сплошной струи. Пенные струи. Распыленные струи и способы их получения. (2 час.).
- •Траектория сплошной струи.
- •Расчет сплошной струи.
- •Влияние насадков на характеристику сплошных струй.
- •Реакция струи
- •Пенные струи.
- •Распыленные струи и способы их получения.
- •Источники
- •Вопросы к экзамену
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Справочная литература
- •Электронные источники
Тема 1.2. История развития гидравлики в 18 – 20 веках нашей эры. Наиболее значимые законы и их исследователи. (0,7 час)
С середины XVIII века относительно быстро начали развиваться теоретические основы гидравлики. Эти основы были заложены Д. Бернулли, Л. Эйллером и Д. Аламбером.
Д. Бернулли (1700 – 1782) в 1738 году опубликовал свой знаменитый труд Гидродинамика, где сформулировал фундаментальную теорему гидромеханики устанавливающею связь между давлением, высотой и скоростью движения жидкости.
Л. Эйлер (1707 – 1783) в 1755 году вывел систему дифференциальных уравнений движения идеальной жидкости, положил начало аналитической механики сплошной среды.
М. В. Ломоносов (1711 – 1765) открыл закон сохранения вещества и движения всеобщего закона природы.
К концу XVII века сформировалась французская гидравлическая школа, яркими представителями которой были Анри Пито (1695 – 1771), Антуан Шези (1718 – 1798), Шарль Борда (1733 – 1799), Пьер Луи Жорис Дюбуа (1734 – 1809) и др.
Затем в Италии, начала развиваться техническое направление в гидравлике. К развитию этого направления следует отнести работы Джованни Батиста Вентури (1746 – 1827) и др.
В XIX веке техническая направление разрасталась трудами таких ученных как Луи Мари Анри Навье (1785 - 1836), Гаспар Гюстав де Кориолис (1792 – 1843), Жан Луи Мари Пуазейль (1799 – 1869), Анри Филибер Гаспар Дарси (1805 – 1858), Юлиус Вейсбах (1806 – 1871) и др.
Россия знаменита трудами таких ученных как Н. П. Петров (1836 – 1920), Н. Е. Жуковский (1847 – 1921), И. И. Громека (1851 – 1889), М. А. Великанов (1872 – 1964) и др.
Тема 1.3. Цели и задачи дисциплины «Гидравлика» (0,35 час)
Целью дисциплины «Гидравлика» является изучение основных законов равновесия и движения жидкости и формирование необходимых навыков гидравлического расчета систем пожаротушения.
Задачи дисциплины: овладеть знаниями основных законов гидравлики; уметь формулировать и поставить конкретную гидравлическую задачу и выбрать обоснованный и относительный метод ее решения.
Тема 1.4. Роль гидравлики в сфере пожарной безопасности. (0,35 час)
Раздел 2. Основные физические свойства жидкостей и газов (2 час.).
Тема 2.1. Плотность жидкости, объемный вес, упругость, температурное расширение. (0,6 час)
Плотность жидкости, сжимаемость, температурное расширение и вязкость жидкости - это основные ее физические свойства, необходимые при изучении основных законов гидравлики и при гидравлических расчетах.
Плотность
это есть отношение массы жидкости m
к занимаемому
объему W.
Объемный вес
жидкости
отношение веса жидкости G
к занимаемому объему W.
Между ρ
и γ
существует связь
Для совершенных
идеальных газов
Упрогость –
свойство жидкости тел восстанавливать
свой объем после прекращения действий
внешних сил. Количественной характеристикой
упругих тел свойств жидкости являются
модули объемной упругости
- коэффициент
объемного сжатия.
Температурное расширение – это способность жидкости изменять свой объем при изменении действующей на нее температуры.
Это свойство характеризуется коэффициентом температурного расширения.
