Основы гидродинамики

Глава 1.2. Основы гидростатики

Основные физические свойства жидкостей

Понятие о гидравлике

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ

Робочі рідини гідроприводів.

Робоча рідина в гидроприводі виконує важливі та багатогранні функції, так вона одночасно є елементом гідроприводу, будучи носієм енергії, і змазує, а також є антикорозійним і охолоджуючим середовищем.

При виборі робочої рідини для гідросистем враховують її фізичні та хімічні властивості, вартість, доступність та прийнятність для зберігання і експлуатації. Вона не повинна негативно впливати на ущільнення і ущільнюючі матеріали, не повинна містити механічних домішок і вологи, бути схильною до піноутворення і спалаху, викликати смолоутворення.

Значною мірою цим вимогам відповідають мінеральні рідини нафтового походження, а також синтетичні рідини на основі складних ефірів та фторовуглеродних полімерів.

Робочим середовищем в пневмоприводі є робочий газ (стиснене повітря, азот тощо). У пневматичних мережах (в магістральних пневмоприводах) загального застосування застосовують стиснене повітря з тиском до 1МПа (10 кгс/см²), а в пневмоприводі з індивідуальними джерелами (компресорами) енергії робочого газу тиск може досягати 10МПа (100 кгс/см²) і більше. Стиснене повітря як робоче тіло відрізняється значною пружністю, незначною густиною і в'язкістю, він не утворює горючих і вибухонебезпечних сумішей, не забруднює навколишнє середовище.

Гидравлика – наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и рассматривающая способы приложения этих законов к решению конкретных практических задач.

Гидравлика лежит в основе многих инженерных расчетов специальных сооружений.

Гидравлика как прикладная инженерная наука необходима для расчетов при проектировании сети и сооружений систем водоснабжения, водоотведения, осушения и орошения, гидротехнических сооружений, мостов для расчета транспортирования строительных растворов по трубам, конструирования насосов, компрессоров и т.д.

Текучесть (принимает форму сосуда, в который ее помещают).

Два вида жидкостей: капельные и газообразные.

К капельным относятся вода, бензин, керосин, нефть, ртуть и другие, к газообразным все газы.

Гидравлика изучает капельные жидкости.

Основные физические свойства жидкости:

· плотность,

· давление,

· сжимаемость,

· температурное расширение,

· вязкость.

Давление – это отношение силы, действующей на площадку в нормальном к ней направлении, к площади площадки. Давление в системе СИ измеряется единицей паскаль (Па). 1 ПА = 1Н/1м².

Гидростатика – раздел гидравлики, изучающий законы равновесия в покоящейся жидкости.

Гидростатика рассматривает жидкость и погруженные в нее тела в состоянии покоя. Жидкость, находящаяся в покое, подвергается действию внешних сил двух категорий: массовых (объемных) и поверхностных. Под действием внешних сил в каждой точке жидкости возникают внутренние силы, характеризующие ее напряженное состояние.

Гидростатическое давление измеряется в единицах силы, деленных на единицу площади.

Закон Паскаля.

Давление, приложенное к свободной поверхности жидкости, передается во все ее точки без изменения. Сила давления на площадку внутри жидкости пропорциональна площади этой площадки.

Основные уравнение гидростатики

Для жидкости, находящейся в равновесии под действием собственного веса, связь гидростатического давления Р, плотности ρ или удельного веса с положением рассматриваемой точки выражается основным уравнением гидростатики, записанном в виде

Где g – ускорение свободного падения; Z – координаты или отметка расположения рассматриваемой точки над принятой плоскостью отсчета.

Величина, выраженная левой частью основного уравнения гидростатики

Представляет собой удельную потенциальную энергию жидкости в рассматриваемой точке и называется гидростатическим напором Н

Абсолютное (полное) гидростатическое давление состоит из внешнего давления на свободную поверхность жидкости и манометрического (избыточного) давления, которое создает слой воды над рассматриваемой точкой.

В открытом сосуде на свободную поверхность жидкости действует атмосферное или барометрическое (зависящее от высоты уровня моря) давление.

Для измерения давления применяют манометры и вакуумметры.

Гидродинамика рассматривает законы движения жидкостей.

Параметры, характеризующие движение, - скорость и давление – изменяются в потоке жидкости в пространстве и во времени.

Характеристики потока:

· линия тока,

· элементарная струйка,

· поток жидкости и др.