Применяемые в гидравлике

Так как гидравлика изучает законы равновесия и движения жидкостей, логично прежде всего рассмотреть некоторые физические свойства реальных жидкостей. Прежде чем перейти к изучению основных свойств жидкостей, остановимся на единицах измерения, принятых в гидравлике.

За основу принята Международная система единиц измерения (СИ). Кроме того, применяются внесистемные единицы. В инженерной практике используются такие системы МКГСС и СГС.

Основными единицами системы СИ являются:

единица длины – метр (м);

единица массы – килограмм (кг);

единица времени – секунда (с);

единица температуры – градус Кельвина (К);

единицей силы является Ньютон (Н), т.е. сила, сообщающая массе в 1 кг ускорение в 1 м/с².

Однако до сих пор в инженерной практике измеряют: давление (напор) в технических атмосферах (атм), метрах водяного столба и миллиметрах ртутного столба (м вод. ст. и мм рт. ст.), температуру в градусах Цельсия(⁰С), динамическую вязкость в пуазах(Пз) и кинематическую в стоксах (Ст), работу и энергию в киловаттчасах (кВт·ч).

Чтобы оценивать основные физические свойства жидкостей в различных системах единиц измерения, нужно знать соотношения между ними для этих свойств.

В системе СГС за единицу длины принят – см, за единицу времени – с, за единицу массы – г (масса 1 см³ воды при 4⁰С).

Единицей силы в системе СГС служит длина, т.е. сила, которая массе в 1г сообщает ускорение, равное 1 см/с².

Основные единицы в системе МКГСС:

единица длины – м, единица времени – с, единица силы – килограмм − сила (вес 1 дм³ дистиллированной воды при 4⁰С).

За единицу массы здесь принимается масса, которая под действием силы в 1 кгс получает ускорение, равное 1м/с². Эту единицу часто называют технической единицей массы (тем).

Назовем некоторые основные соотношения, которые служат для пересчета данных из одной системы единиц в другую

Если принять массу m=1, ускорение a = 961 см/с² (ускорение силы тяжести), то получим силу:

в системе СГС (физической)

Р_сгс = 1г · 981 см/с² = 981 дина;

в системе СИ (международной)

Р_СИ = 0,001 кг · 9,81 м/с² = 0,00981 Н;

в системе МКГСС (технической)

Р_МКГСС = 0,001 кгс.

Отсюда имеем

1Н = 100 000 дин = 0,102 кгс;

1 дина = кгс;

1 кгс = 9,81 Н = 981 000 дин.

Поступая подобным образом, можно найти также соотношение между единицами измерения массы в различных системах:

1 кг = 1000 г = (тем).

Размерности и единицы измерения других физических единиц, с которыми приходится иметь дело при гидравлических расчетах, легко получить как производные от установленных выше основных единиц измерения.