Движение жидкости может быть установившимся (стационарным) или неустановившимся (нестационарным).

Установившееся движение - это движение неизменное по времени, при котором гидромеханическое давление и скорость являются функциями лишь координат, но не зависят от времени.

Давление и скорость могут изменяться при перемещении частиц жидкости из одного положения в другое, но в данной неподвижной относительно русла точке величины давления и скорости при установившемся движении не меняются во времени.

Примеры неустановившегося движения:

- постепенное опорожнение сосуда через отверстие в дне;

-движение жидкости во всасывающей или напорной трубе простого поршневого насоса, поршень которого совершает возвратно-поступательное движение.

Примеры установившегося движения:

-истечение жидкости из сосуда, котором поддерживается постоянный

уровень; -движение жидкости в замкнутом трубопроводе, создаваемое работой центробежного насоса с постоянным числом оборотов.

Поэтому для р ассмотрения картины течения, образующейся в каждый данный момент времени, вводится понятие линии тока.

Линией тока называется такая линия в движущейся жидкости, касательные к которой в любой её точке совпадают с направлением векторов скорости частиц, расположенных на этой линии в данный момент времени.

Если в движущейся жидкости взять элементарный замкнутый контур и через все его точки провести линии тока, то образуется трубчатая поверхность, называемая трубкой тока. Часть потока, заключенная внутри трубки тока, называется струйкой

Основным свойством струйки является то, что в любой точке боковой поверхности струйки, т.е. трубки тока, векторы скорости направлены по касательным, а нормальные к этой поверхности составляющие скорости отсутствуют, следовательно, ни одна частица жидкости, ни в одной точке трубки тока не может проникнуть внутрь струйки иди выйти наружу. Трубка тока, т.о., является как бы непроницаемой стенкой, а элементарная струйка представляет собой самостоятельный элементарный поток.

Различают течения жидкости напорные и безнапорные.

Напорными называют течения в закрытых руслах без свободной поверхности.

Безнапорное - течение со свободной поверхностью.

При напорных течениях давление вдоль потока обычно переменное, а при безнапорном - постоянное (чаще - атмосферное).

Примером напорного течения является течение в трубопроводах с повышенным (или пониженным) давлением, течения в гидромашинах и в других гидроагрегатах.

Безнапорными являются течения в реках, открытых каналах и лотках.

В курсе «Гидравлика и её применение на ЛА» рассматриваются только напорные течения.

Расход. Уравнение расхода.

Расходом называется количество жидкости, протекающее через живое сечение потока (струйки) в единицу времени.

Это количество можно измерять в единицах объёма, в весовых единицах или в единицах массы, в связи, с чем различают расходы:

- объёмный Q

- весовой G

- массовый М

Уравнение Бернулли для струйкиидеальной жидкости.

Для вывода уравнения будем рассматривать установившееся течение

идеальной жидкости, находящейся под

воздействием лишь одной массовой силы силы тяжести - G.

Это уравнение связывает между собой

давление в жидкости и скорость её движения.

Полученное уравнение называется уравнением Бернулли для струйки

идеальной несжимаемой жидкости. Получено Даниилом Бернулли в 1738

году.

 

называется полным напором.

Из уравнения Бернулли и уравнения расхода следует, что, если поперечного сечения струйки уменьшается, т.е. струйка сужается, скорость течения жидкости увеличивается, а давление уменьшается. наоборот, если струйка расширяется, то скорость уменьшается, а давление возрастает.

Таким образом, энергетический смысл уравнения Бернулли дл? элементарной струйки идеальной жидкости заключается в постоянстве вдоль струйки полной удельной энергии жидкости. Уравнение Бернулли, следовательно, выражает собой закон сохранения механической энергии в идеальной жидкости.

 

Механическая энергия движущейся жидкости может иметь три формы:

-энергия положения;

-энергия давления;

-кинетическая энергия (энергия движения).

Энергия положения и кинетическая энергия в равной степени свойственны твёрдым и жидким телам. Энергия же, давления является специфической формой энергии движущейся жидкости.

Примеры использования уравнения Бернулли в технике.

Уравнение Бернулли является основным законом установившегося движения жидкости. Это уравнение позволяет рассмотреть и понять работу ряда устройств, действие которых основано на использовании этого важнейшего закона:

-дроссельный расходомер;

-карбюратор;

-струйный насос;

-трубка полного напора;

-скоростной наддув

1. Дроссельный расходомер:

Иначе, расходомер Вентури.

Представляет собой устройство, устанавливаемое в трубопроводе осуществляющее сужение потока – дросселирование

Дроссельный расходомер может быть выполнен в виде лишь одного сопла впрессованного в трубу или зажатого между фланцами: а) б)

1. Карбюратор

Используется в поршневых двигателях внутреннего сгорания для осуществления

потоком воздуха

Струйный насос.

Состоит из плавно сужающегося насадка А, осуществляющего сжатие потока, и постепенно расширяющейся трубки, установленной на некотором расстоянии от насадка в камере В.

Трубка полного напора (трубка Пито, ПВД).

Эта трубка используется для измерения скорости потока (полёта).

Рассмотрим движение жидкости в открытом русле со скоростью V.

Скоростной надув

Используется на самолетах для создания повышенного давления в топливных других баках. При небольших скоростях полета избыточное давление в баке приблизительно равно динамическому давлению, подсчи- танному по скорости полёта и плотности воздуха.

 

 

Поурочный план урока №8

Дисциплина: «Гидравлика».

 

Группы: 311, 312, 313, 314, 315, 316, 413 У.

 

Тема урока:

«Режимы течения жидкости».

Цель занятия:

ü Развивающая: организовать деятельность студентов по восприятию,

осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов действий.

ü Дидактическая: обеспечить устойчивые знания о понятие режимы течения жидкости.

 

Тип урока: урок изучения и закрепления новых знаний.

 

Вид урока: лекция.

 

Оснащение урока: плакаты, наглядные пособия, каталоги оборудования,

 

Ход урока:

ü Организация начала урока –2-3 мин.

ü Проверка выполнения домашнего задания, повторение, учёт знаний студентов –20-25 мин.

ü Актуализация знаний – 3-5 мин.

ü Объяснение нового материала –45-50 мин.

ü Закрепление нового материала –10-12 мин.

ü Задание на дом: Рабинович Е.З. стр. 11-20.Некрасов Б.Б стр. 111.

Режимы течения жидкости.