До виконання контрольних завдань

з курсу "Технічна механіка рідини та газу"

для студентів заочної форми навчання

за напрямком „Будівництво” 6.060101

 

Дніпропетровськ - 2010

Методичні вказівки до виконання контрольних завдань з курсу "Технічна механіка рідини та газу" для студентів заочної форми навчання за напрямком „Будівництво” 6.060101./Укладач О.А. Журавльова.- Дніпропетровськ: ПДАБА, 2010. - 48 с.

 

Методичні вказівки призначені для студентів будівельних спеціальностей заочної та дистанційної форм навчання, містять основні питання з тем курсу, а також завдання до виконання контрольної роботи та питання самоконтролю, мають за мету допомогти в вивчанні основних розділів з дисципліни «Технічна механіка рідини та газу», отримати навички розв’язання практичних задач та виконати контрольну роботу. З кожної теми в методичних вказівках коротко викладені основні відомості, що використовуються при розв’язанні задач.

 

 

Укладач: О.А. Журавльова, ст.викладач.

Відповідальний за випуск: М.П. Нечитайло, к.т.н., доцент.

Рецензент: Є.П. Кудрявцев, к.т.н., доц. каф. гідравліки ПДАБА.

 

Затверджено на засіданні

кафедри гідравліки,

протокол №2 від 12.10.2010 р.

Зав. кафедрою Нечитайло М.П.

 

Затверджено на засіданні

Методичної ради ПДАБА,

протокол № 3 (70) від 25.01.2011 р.

 

Вступ

Методичні вказівки мають за мету допомогти в вивчанні основних розділів дисципліни «Технічна механіка рідини та газу», отримати навички розв’язання практичних задач, містять основні питання з тем курсу, а також завдання до виконання контрольної роботи та питання самоконтролю. З кожної теми в методичних вказівках коротко викладені основні відомості, що використовуються при розв’язанні задач. Але слід зазначити, що при виконанні контрольної роботи необхідно використовувати крім матеріалів, наведених в даних вказівках, підручники та довідкову літературу.

 

Основні теоретичні відомості з тем курсу

Тема 1. Фізико-механічні властивості рідини. Гідростатичний тиск.

Визначення рідини. Класифікація рідини. Поняття про щільність, питому вагу, в'язкість, об'ємне стискання та температурне розширення. Ідеальна та реальна рідина.

Гідростатичний тиск та його властивості.

 

Фізичні властивості рідини

Густина рідини ρ - маса одиниці її об’єму: ρ = , кг/м³.

Питома вага рідини γ являє собою вагу одиниці її об’єму: γ = , Н/м³/.

Зв'язок між питомою вагою та густиною: .

Відносна густина рідини: δ = ,

де ρ_В = 1000 кг/м³ – густина води при температурі 4⁰С.

 

Стискання рідини - це властивість змінювати об’єм при зміні тиску. Ця властивість рідини характеризується коефіцієнтом об'ємного стискання :

, Па^-1.

Температурне розширення рідини при її нагріванні характеризується коефіцієнтом температурного розширення :

, ⁰С^-1.

В'язкість рідини - це її властивість чинити опір відносному зсуву часток рідини. В'язкість виражається коефіцієнтом внутрішнього тертя або динамічною в'язкістю (Па·с); коефіцієнтом кінематичної в'язкості v (м²/с).

Зв'язок між ними: .

Кінематичну в'язкість можна знайти за значенням умовної в'язкості, яка вимірюється в градусах Енглера: .

 

Гідростатичний тиск та його властивості

Середнім гідростатичним тиском називається відношення рівнодіючої сили гідростатичного тиску Р до площі площадки : ,

де Р - сили тиску, що діє на площадку.

При зменшуванні площі до нуля середній гідростатичний тиск перетвориться у гідростатичний тиск у точці, або абсолютний гідростатичний тиск: .

Гідростатичний тиск вимірюється в Па = .

Основні властивості гідростатичного тиску:

1. За направленням гідростатичний тиск завжди спрямований по нормалі всередину об’єму рідини.

2. За величиною гідростатичний тиск у будь-якій точці рідини однаковий в усіх напрямках.

 

 

Тема 2. Гідростатика. Основне рівняння гідростатики.

Відносний рух рідини.

Залежність зміни тиску за глибиною. Поняття про манометричний та вакууметричний тиск.

Рівняння Ейлера (основне рівняння гідростатики в диференційній формі). П'єзометрична висота та п'єзометричний напір. Закон Паскаля. Відносний рух рідини.

Основне рівняння гідростатики

Основне рівняння гідростатики – це залежність зміни тиску по глибині. Повний або абсолютний гідростатичний тиск у точці дорівнює сумі початкового тиску, який прикладений на вільну поверхню рідини та надлишкового тиску, який створений стовпом рідини висотою :

або ,

де - тиск на вільній поверхні рідини,

- густина рідини,

- прискорення вільного падіння,

- глибина занурення точки.

Якщо р₀ = р_атм - атмосферний тиск, то основне рівняння гідростатики: .

Різниця між абсолютним і атмосферним тиском називається надлишковим тиском: .

 

П’єзометрична висота h_p показує надлишковий тиск у точці, де приєднана трубка -п’єзометр.

У відкритій посудині h_p = h, тому що р₀ = р_атм, тобто п’єзометрична висота буде дорівнювати глибині занурення точки в рідину.

Висоту підняття води в п’єзометрі відносно площини відліку називають п’єзометричним напором Н_Р:

,

де z – координата відносно площини відліку.

 

Якщо абсолютним тиск менший за атмосферний, то різниця між атмосферним і абсолютним тиском називається вакууметричним, або вакуумом: .