2018-02-14
714
Введение
Гидравлика является одной из фундаментальных общетехнических дисциплин в системе профессиональной подготовки инженеров по специальности: 270109 - «Теплоснабжение и вентиляция». Знание теоретических основ механики жидкости газа, а также приобретение практических навыков гидравлических расчетов необходимы для решения задач, связанных с проектированием и эксплуатацией систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также систем тепло- и газоснабжения, сооружений водоснабжения и водоотведения.
Для студентов специальности 280102 – “ Безопасность технологических процессов и производств” и 280108 – “ Инженерная защита окружающей среды”, изучение гидравлики необходимо для осуществления контроля безопасной эксплуатации теплообменных, теплогенерирующих аппаратов, котельных агрегатов, сушильных установок, трубопроводов различного назначения и другого оборудования с целью обеспечения инженерной защиты окружающей среды.
|
|
|
Гидравлика в течение длительного времени используется в гидротехнике, мостостроении и других специальных отраслях строительства и техники, поэтому необходима при подготовке инженеров специальности 270205 – «Автомобильные дороги и аэродромы». Гидравлика используется в обосновании к расчете малых водопропускных сооружений, фильтрующих насыпей, безнапорных труб и малых мостов.
Для студентов специальности 270102 – «Промышленное и гражданское строительство», 270105 – «Городское строительство и хозяйство» и др. знание основных законов технической гидромеханики (гидравлики) необходимо для понимания работы инженерных сетей, прокладываемых в промышленных и общественных зданиях любого назначения.
Основное назначение учебного издания – помочь студентам выработать навыки применения теории в решении конкретных задач и освоить методику гидравлических расчетов. Каждый раздел начинается с теоретической части, в которой приведены основные формулы, определения и справочные сведения, необходимые для решения примеров по данной теме.
1. ГИДРОСТАТИКА
Гидростатическое давление
Гидростатическое давление P представляет собой напряжение сжатия в точке, расположенной внутри покоящейся жидкости:
(1.1)
где∆ F —сила давления жидкости, приходящаяся на площадку ∆ω,содержащую рассматриваемую точку.
Гидростатическое давление в данной точке всегда нормально к площадке, на которую оно действует и не зависит от ориентации (угла наклона) площадки. Гидростатическое давление зависит от положения рассматриваемой точки внутри жидкости и т внешнего давления, приложенного к свободной поверхности жидкости, В наиболее распространенном случае, когда действует лишь сила тяжести, гидростатическое давление р, Па, в точке, находящейся на глубине h, определяется по формуле
|
|
|
gh (1.2)
где P о — единичное давление на свободной поверхности жидкости; 
— плотность жидкости; g — ускорение свободного падения.
Формула (1.2) называется основным уравнением гидростатики. Из этой формулы следует, что внешнее давление р о, приложенное к свободной поверхности жидкости, передается всем точкам этой жидкости и по всем направлениям одинаково (закон Паскаля).
Если Pо = Pатм (атмосферное давление), то уравнение (1.2) принимает вид:
P абс =Pатм + ρ gh (1.3)
Разность между абсолютным и атмосферным давлением называется избыточным давлением:
отсюда
P изб = P – Pатм = ρ g h (1.4)
отсюда
(1.5)
где h — пьезометрическая высота (высота давления).
Для воды избыточное давление на глубине h= 10 м равно: Ризб=9,8I кПа.
Если измеряемое давление меньше атмосферного (р < ратм), то разность между атмосферным и абсолютным давлением называется вакуумом:
P вак = P атм –P = ρ ghвак, (1.6)
(1.7)
Вакуум измеряется в долях атмосферы или высотой столба жидкости [по уравнению (1.7)].
В дальнейшем изложении избыточное гидростатическое давление будет обозначаться буквой P(без индекса).
