Цель, задачи курса и общие указания

ГИДРАВЛИКА

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по изучению дисциплины и задания для курсовой работы

студентам-заочникам направления 20.03.02

«Природообустройство и водопользование» профилей

«Мелиорация, рекультивация и охрана земель»,

«Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения»

 

 

Квалификация выпускника - бакалавр

 

МОСКВА 2016

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ

Литература: [1], с. 9 - 23.

Методические советы

Изучение темы следует начать с вопроса о предмете «Гидравлика» и ее значении при решении инженерных задач в различных областях техни­ки и сельского хозяйства. Следует понять связь между гидравликой и другими общетехническими и специальными дисциплинами.

Целью настоящей темы является установление взаимосвязи и влия­ния основных физических свойств жидкости на характеристики гидравли­ческих процессов в трубах, каналах, гидросооружениях и т.д. Четко по­нять определение жидкости как физического тела, уяснить разницу между капельными и газообразными жидкостями.

Необходимо знать, что называется плотностью жидкости ρ. Научить­ся определять объемную деформацию жидкости при изменении давления.

Наиболее сложным вопросом для усвоения в данной теме является вопрос о вязкости жидкости. Вязкость характеризует способность жидко­сти воспринимать касательные усилия (силы трения). Согласно закону Ньютона, касательное напряжение , равное силе трения, приходящейся на единицу площади и возникающее между смежными слоями движущейся жидкости, пропорционально разности скорости du и обратно пропорцио­нально расстоянию dn между слоями, т.е.:

 

где µ - динамическая вязкость,  - градиент скорости.

 

Кроме динамической вязкости µ в гидравлике применяется кинема­тическая вязкость 𝜈 = µ / ρ. Подробнее данный материал изложен в [1]. Необходимо знать также другие свойства жидкости: температур­ное расширение, растворение газов, кипение, сопротивление растяжению, поверхностное натяжение, капиллярность и др. Сле­дует знать размерность и единицы измерения всех гидравлических вели­чин.

Для упрощения исследований в гидравлике часто широко использу­ется понятие невязкой жидкости. Важно четко уяснить различие между невязкой жидкостью и реальной (вязкой) жидкостью.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы размерность и единицы измерения плотности жидкости в Международной системе единиц (СИ)? Приведите значение ρ для воды в системе СИ.

2.Как влияет температура на плотность жидкости?

З.Что понимается под коэффициентом объемного сжатия и модулем упругости жидкости? Зависят ли эти параметры от температуры и давле­ния? В каких случаях практики можно пренебречь сжимаемостью жидко­сти? В каких случаях нельзя пренебречь сжимаемостью жидкости?

4. Как влияет вязкость жидкости на касательное напряжение ? Ка­ковы размерность и единицы измерения динамической и кинематической вязкости µ и 𝜈? Зависят ли эти характеристики от температуры?

Тема 2. ГИДРОСТАТИКА

Литература: [1], с. 24 – 48; 

Методические советы

Гидростатику следует рассматривать как раздел гидромеханики, по­священный теории равновесия жидкости и ее взаимодействию с твердыми телами.

Целью настоящей темы является установление взаимосвязи между давлением, геометрической высотой, плотностью жидкости и силой гид­ростатического давления на различные поверхности.

Основной задачей данной темы является практическое использова­ние полученных уравнений и формул гидростатики в инженерных расче­тах

В покоящейся жидкости может существовать только напряжение сжатия, т.е. гидростатическое давление. Гидростатика занимается изуче­нием распределения гидростатического давления р по объему покоящей­ся жидкости, а также изучением величины и направления сил гидростати­ческого давления на плоские и криволинейные поверхности. Необходимо уяснить разницу между гидростатическим давлением в точке как напря­жением и силой давления.

Следует обратить особое внимание на свойства гидростатического давления. Различают абсолютное (полное) гидростатическое давление; избыточное давление, т.е. разность между абсолютным давле­нием и атмосферным; разряжение (вакуум), т.е. недостаток давления до атмосферного.

Наиболее общими уравнениями гидростатики являются дифференциальные уравнения Эйлера. Интегрирование уравнений Эйлера для раз­личных систем действующих массовых сил (тяжести, инерции) позволяет получить уравнения распределения давления как для абсолютного покоя, так и для любого случая относительного покоя.

Важнейшим из этих уравнений является основное уравнение гидро­статики, справедливое при абсолютном покое (в этом случае из массовых сил действует только сила тяжести).

Это уравнение имеет вид:

или

где   и   - давления соответственно в точках 1 и 2, находящихся в по­коящейся жидкости на высоте  и   над произвольной горизонтальной плоскостью сравнения.

Необходимо знать геометрическую интерпретацию основного урав­нения гидростатики.

Следует знать аналитические и графоаналитические способы опре­деления силы и центра давления на плоские и цилиндрические поверхно­сти.

Вопросы для самопроверки

1.Как взаимосвязаны между собой давление, геометрическая высота и плотность жидкости в случае, когда из массовых сил действует только сила тяжести?

2. Как влияют давление на свободной поверхности р₀ и глубина по­гружения точки h на давление р в рассматриваемой точке жидкости?

3. Как взаимосвязаны между собой сила давления жидкости на на­клонную плоскую стенку Р, давление на свободной поверхности р₀, плот-

ность жидкости , глубина погружения центра тяжести смоченной части площади стенки h _ц.т.? Какая еще величина влияет на силу Р?

4.Что понимается под телом давления и от каких факторов зависят составляющие и равнодействующая силы давления жидкости на цилинд­рическую поверхность?

Методические советы

Цель настоящей темы - установить взаимосвязь и взаимное влияние между кинематическими характеристиками потока реальной жидкости (скорость, расход и др.) и гидродинамическими характеристиками (давле­ние, напор и др.).

Кинематика жидкости

В разделе кинематики изучаются виды и формы движения жидкости, не касаясь вопроса о силах, вызвавших эти движения. Необходимо озна­комиться с методами Лагранжа и Эйлера для исследования движения жидкости и понять, в чем заключается отличие одного метода от другого.

Особое внимание следует обратить на понятие об установившемся и неустановившемся движении жидкости. Знать, что называет­ся линией тока, трубкой тока, элементарной струйкой, живым сечением и расходом элементарной струйки.

Следует знать, что понимается под потоком жидкости, живым сече­нием и площадью живого сечения ω потока, гидравлическим радиусом R, расходом Q и средней скоростью V потока в данном сечении. Необходимо обратить внимание на различие между местной скоростью u и средней скоростью V = Q / ω. Четко уяснить, что средняя скорость по­тока V является абстрактным понятием, необходимым для упрощения гидравлических расчетов.

Необходимо знать и уметь применять уравнение неразрывности для потока несжимаемой жидкости при установившемся движении:

                        (3.1)

При изучении классификации возможных видов движения особое внимание уделить определению плавно изменяющегося движения жидко­сти.

Вопросы для самопроверки

1.Чем отличается способ Лагранжа от способа Эйлера при описании движения жидкости?

2. Как взаимосвязаны площадь живого сечения ω, смоченный пери­метр χ и гидравлический радиус R, а также расход потока жидкости Q, средняя скорость V и площадь живого сечения ω?

З.Чем отличается равномерное движение жидкости от неравномерно­го? Как изменяются форма и площадь живых сечений по длине при плавно изменяющемся движении жидкости?

Вопросы для самопроверки

1.Как взаимосвязаны давление р, скорость u, геометрическая высота z и плотность при движении невязкой жидкости вдоль линии тока для случая, когда из массовых сил действует только сила тяжести?

2.В чем заключается различие между уравнениями Бернулли для элементарной струйки и потока реальной жидкости? Напишите оба этих уравнения.

3.Как взаимосвязаны удельная кинетическая энергия, скоростной на­пор V ² /2 g и коэффициент кинетической энергии α?

4. В чем заключается различие между пьезометрическим и гидравли­ческим уклонами? Могут ли возрастать отметки напорной и пьезометри­ческой линий вдоль движения жидкости?

 

 

Методические советы

Целью настоящей темы является установление взаимосвязей между потерями напора, средней скоростью, длиной участка потока, гидравличе­ским радиусом, относительной шероховатостью, числом Рейнольдса (ре­жимом движения), видом гидравлического сопротивления (по длине или местные) и т. д. Основной задачей темы является применение расчетных формул для определения потерь напора при выполнении практических

расчетов.

Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений сла­гаются из:

а) потерь напора на преодоление сопротивлений по длине, пропорциональных длине участков потока и называемых потерями по длине h _дл;

 

б) местных потерь напора h _мест, вызываемых теми или иными местными сопротивлениями (задвижка, кран, поворот и т. п.

Общие потери напора приближенно рассматривают как простую сумму потерь напора, вызываемых каждым сопротивлением в отдельно­сти, т. е. принимают

h _тр = h _дл + h _мест                          (4.1)

Потери напора по длине определяются по формуле  Дарси - Вейсбаха

или для напорных потоков в цилиндрических круглых трубах

где   - коэффициент гидравлического трения по длине (коэффициент Дарси); l - длина рассматриваемого участка; R - гидравлический радиус; d - диаметр трубы.

Местные потери напора определяются по формуле

где  - коэффициент потерь данного местного сопротивления.

Формулу (4.2) можно после простых преобразований привести к ви­ду формул  Шези:

 

где С - коэффициент Шези; I = h _дл / l - гидравлический уклон; - пло­щадь живого сечения; V - средняя скорость; Q - расход.

Формулы (4.5) и (4.6) являются основными при расчете равномерно­го движения жидкости.

При изучении материала темы необходимо особое внимание сосре­доточить на режимах движения жидкости. Существуют два режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме отсутствует пульсация скорости, приводящая к пере-
мешиванию частиц. При турбулентном режиме наблюдается пульсация скорости, приводящая к перемешиванию частиц потока. Необ­ходимо знать методику определения режима движения, используя крити­ческое значение числа Рейнольдса   Re _кр.

Экспериментальные исследования показывают, что потери напора (как по длине, так и местные) зависят от режима движения. При ламинарном движении жидкости потери напора по длине пропорциональны первой степени скорости, а при турбулентном режиме - пропор­циональны скорости в степени, изменяющейся от 1.75 до 2.0.

Рассматривая механизм турбулентного потока, необходимо ознако­миться с процессом перемешивания, турбулентным ядром течения и при­стенным ламинарным слоем (вязким подслоем). Необхо­димо выяснить, что называется «гидравлически гладкими», «гидравличе­ски шероховатыми» стенками и переходной областью сопротивления.

Определяя потери напора при турбулентном движении, особое вни­мание необходимо сосредоточить на коэффициенте Дарси λ. Следует знать основные формулы для коэффици­ента Дарси при турбулентном движении жидкости в гладких, шерохова­тых трубах и в переходной области сопротивления, а также границы при­менения этих формул.

Знать связь между коэффициентом Дарси λ и коэффициентом Шези С, а также основные формулы для определения коэффициента Шези С в квадратичной области сопротивления.

Ознакомиться по рекомендуемой литературе и гидравлическим спра­вочникам с основными видами местных сопротивлений.

Вопросы для самопроверки

1.Как взаимосвязаны потери напора по длине, скорость V, длина уча­стка потока l, гидравлический радиус R и коэффициент Дарси λ?

2.Чем отличается ламинарный режим от турбулентного? Как устано­вить вид режима движения жидкости?

З. От каких факторов зависит коэффициент Дарси λ при турбулент­ном режиме в переходной области сопротивления?

4.Как взаимосвязаны расход Q, площадь живого сечения ω, коэффи­циент Шези С, гидравлический радиус R и гидравлический уклон I при равномерном  движении жидкости?

Методические советы

Цель настоящей темы - установление взаимосвязи между расходом Q, скоростью V, напором Н и другими гидравлическими характеристика­ми при истечении жидкости через отверстия, насадки и гидравлически ко­роткие трубы.

Основной задачей темы является практическое применение расчет­ных зависимостей данной темы при решении практических задач.

Изучение следует начинать с рассмотрения истечения жидкости че­рез малое незатопленное отверстие в тонкой стенке при постоянном напо­ре в резервуаре). Необходимо уметь применять уравнение Бернулли для расчетных сечений с целью получения формул для опреде­ления скорости V и расхода Q жидкости при истечении через малое отвер­стие.

После изучения вопроса об истечении через отверстия следует озна­комиться с истечением жидкости через короткие трубки – насадки. Понять причины, приводящие к увеличению коэффициента расхода внешнего цилиндрического насадка по сравнению с отверстием в тонкой стенке.

Необходимо также рассмотреть другие виды насадков: внутренний цилиндрический, сходящийся и расходящийся конический и др., их про­пускную способность и область применения в практике.

Далее следует разобрать движение жидкости в гидравлически корот­ких трубах, при расчете которых следует учитывать все потери напора (по длине и местные). Уметь определять коэффициент расхода системы µ_сист.

Истечение при переменном напоре является одним из примеров не­установившегося движения жидкости. При изучении этого вопроса следу­ет рассмотреть свободное истечение при переменном напоре в атмосферу без притока. Разобрать вывод формулы для определения времени истече­ния из резервуара.

Вопросы для самопроверки

 

1. Как взаимосвязаны расход Q, напор Н и другие гидравлические характеристики при истечении жидкости через отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре?

2. Какова связь между коэффициентами расхода µ, скорости φ и сжа­тия струи ε?

3. В каких случаях отверстие будет находиться в условиях неполного сжатия, несовершенного сжатия и как эти условия влияют на расход Q?

4. За счет чего увеличивается коэффициент расхода µ при истечении через насадок по сравнению с коэффициентом расхода µ отверстия той же площади?

5. Какие трубопроводы принято называть гидравлически короткими? Как определить коэффициент расхода системы µ_сист ?

6. Как определить время опорожнения цилиндрического резервуара через отверстие в его дне?

Методические советы

Цель настоящей темы - установление взаимосвязи между расходом Q, напором Н, геометрическими (диаметр d, длина l) и гидравлическими (расходная характеристика К, удельное сопротивление А, гидравлический уклон I и др.) характеристиками длинных трубопроводов.

Основной целью темы является практическое применение расчетных зависимостей данной темы при решении практических задач.

Приступая к изучению темы, прежде всего следует усвоить понятие «гидравлически длинный», «простой» и «сложный» трубопровод.

Расчетной формулой равномерного напорного движения в гидравли­чески длинном простом трубопроводе является формула Шези (4.6), в ко­торую для упрощения техники расчета вводится расходная характеристика         или удельное сопротивление А.    При   выполнении расчетов

 

следует в случае необходимости вводить поправки при работе труб в доквадратичной области сопротивления. Следует ознакомить­ся с методикой расчета трубопровода, составленного из последовательно соединенных участков труб с различным диаметром, а также при парал­лельном соединении участков труб.

Приступая к изучению гидравлического удара в трубах, необходимо понять причины его возникновения и рассмотреть факторы, влияющие на величину давления при ударе. Следует разобрать выводы формул Н.Е. Жуковского: повышения давления при мгновенном закрытии затвора и скорости распространения ударной волны в трубопроводе с упругими стенками. Ознакомиться с явлениями гидравлического удара при посте­пенном закрытии затвора.

Вопросы для самопроверки

1. Какой трубопровод при гидравлических расчетах считается гид­равлически длинным, напорным, простым?

2. Как определяется напор Н, расход Q, диаметр d при расчетах про­стого трубопровода, исходя из формулы Шези?

3. Что такое расходная характеристика, какова ее размерность и как через нее записать формулы для определения Н, Q, d для простого трубо­провода?

4. От каких величин зависит напор при последовательном и парал­лельном соединении гидравлически длинных трубопроводов?

5. Как связаны между собой расходная характеристика К и удельное сопротивление А?

6. От каких характеристик трубопровода и жидкости зависит вели­чина повышения давления при гидравлическом ударе?

 

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

      Литература: [4], с.60-65, 79-82, 88-102, 113-118;

 

Порядок выполнения и оформления работ

 

При проведении лабораторных работ студент должен иметь журнал. Перед началом конкретной лабораторной работы необходимо уяснить ее цель, содержание и последовательность наблюдений и измерений. В жур­нале прежде всего вычерчивается схема экспериментальной установки с ее основными деталями и размерами. Выписываются формулы и зависимо­сти, необходимые для вычислений, определяемых в работе величин.

Если определяемая опытным путем величина может быть вычислена потеоретической или эмпирической формуле, то полученный опытный результат надо сравнить с вычисленным по формуле (со ссылкой на автора формулы). Все наблюдения, измерения и вычисления во время опыта про­водятся студентами самостоятельно. Преподаватель контролирует прове­дение опыта, обработку материала и принимает выполненную работу. Студент при сдаче работы должен дать качественную оценку результатов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Задача 1. На рис. 1.1 и 1.2 показаны различные расчетные схемы. На них изображена вертикальная прямоугольная стенка, переходящая в кри­волинейную (цилиндрическую) поверхность. Стенка и цилиндрическая поверхность находятся под давлением воды.

 

               Рис.1.1                           Рис.1.2 

Требуется:

1. Определить аналитическим и графоаналитическим путем силу из­быточного давления на вертикальную стенку АВ.

2. Определить графическим и аналитическим путем координату цен­тра давления для стенки АВ.

3. Показать эпюры горизонтальной составляющей силы давления Р_х на цилиндрическую поверхность ВК и тело давления.

4. Определить вертикальную и горизонтальную составляющие силы избыточного давления на цилиндрическую поверхность ВК, а также их равнодействующую.

5. Найти координаты центра давления равнодействующей силы на цилиндрическую поверхность аналитическим путем и проверить найден­ные координаты с помощью параллелограмма сил, построенного в центре кривизны.

Расчеты выполнить для одного из вариантов по данным, приведен­ным в таблице 1.1 и 1.2.

 

 

Таблица 1.1

Исходные данные	Последняя цифра номера зачетной книжки
	1    2	3 4	5 6	7 8	9 0
Глубина воды h, м   Радиус r, м	5.0  4.8   2.0 1.8	4.5   4.3   1.6 1.4	4.0    3.8   1.2  1.0	3.2    3.0   0.8   0.6	2.5    2.0   0.5    0.4

 

Таблица 1.2

 

Исходные данные	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	1 2	3 4	5 6	7 8	9 0
Ширина стенки b, м   Номер рисунка	10 9   1.1 1.2	8      7   1.1   1.2	6      5   1.1   1.2	4      3   1.1   1.2	2     1   1.1 1.2

 

Задача 2. Для подачи воды из резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, предусмотрен короткий трубопровод, состоящий их двух последовательно соединенных участков труб разного диаметра (рис.2.1 и 2.2). На одном из участков установлен кран, угол открытия кра­на а. Над горизонтом воды в резервуаре поддерживается внешнее давле­ние p ₀.

 

Рис.2.1                                      Рис.2.2

 

 

Требуется:

1.Выяснить режим движения на каждом участке короткого трубо­провода.

2. Определить напор Н с учетом режима движения. В случае турбу­лентного режима движения для определения коэффициента λ использо­вать универсальную формулу А.Д. Альтшуля, справедливую для всех зон сопротивления этого режима. Формула имеет вид:

Высота эквивалентной шероховатости  для технических труб задана в таблице исходных данных. Расчет выполнить для одного из вариантов по данным, приведенным в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1

Исходные Данные	Последняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Расход Q, л /с	5,0	8,0	14	18	30	25	17	10	6.0	4,0
Диаметр d 1, мм	50	75	100	125	150	200	150	125	100	75
Диаметр d 2, мм	75	100	125	150	200	150	125	100	75	50
Угол открытия крана, α°	30	20	30	20	40	30	20	30	20	30
Длина трубы l 1, м	10	15	25	30	25	20	15	10	20	18
Длина трубы l 2, м	15	20	30	25	20	15	10	20	10	12

Таблица 2.2

 

Исходные данные	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Температура воды t°C	10	11	12	13	14	15	16	17	18	20
Эквивалентная шероховатость , мм	0.3	0.35	0.4	0.45	0.5	0.55	0.6	0.65	0.7	0.5
Внешнее давление р0, кПа	100	106	94	100	93	107	100	108	109	100
Номер рисунка	2.1	2.2	2.1	2.2	2.1	2.2	2.1	2.2	2.1	2.2

Задача 3. На рис.3.1 и 3.2 показаны резервуары, в оболочке которых сделаны круглые отверстия диаметром d. К одному из отверстий присое­динен внешний цилиндрический насадок (рис.3.2). Отметки уровня воды в резервуарах, центра отверстий, дна указаны в таблице 3.2.

            Рис. 3.1                             Рис.3.2

 

Скорость в резервуарах V ₀ ≈ 0. Отметка уровня воды держится по­стоянной. Длину насадка принять, равной l _нас = 4 d.

 

Требуется:

 

1.Определить расход Q, вытекающий через отверстие (рис.3.1) или внешний цилиндрический насадок (рис.3.2).

2.Определить в метрах водяного столба величину вакуума в сжатом сечении внешнего цилиндрического насадка.

 

Расчет выполнить для одного из вариантов по данным, приведенным в таблицах 3.1 и 3.2.

Таблица 3.1

 

Исходные данные	Последняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Внешнее давление р0, кПа	100	106	100	102	108	110	104	100	103	107
Диаметр d, см	3	4	5	6	7	8	7	6	5	4

 

 

Таблица 3.2

Исходные	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Отметки: А, м В, м Д, м	10.0 8.3 7.0	10.0 8.2 7.0	10.0 8.1 7.0	10.0 8.0 7.0	10.0 7.9 7.0	10.0 7.8 7.8	10.0 7.7 7.7	10.0 7.6 7.6	10.0 7.5 7.5	10.0 7.4 7.4
Номер рисунка	3.2	3.2	3.2	3.2	3.2	3.1	3.1	3.1	3.1	3.1

 

Задача 4. Из напорного бака с постоянным уровнем вода подается потребителям по трубопроводу, состоящему из трех участков (рис.4.1).

 

 

Рис. 4.1

 

Требуется:

1.Определить потери напора на каждом участке, пользуясь таблица­ми для гидравлически длинных труб.

2.Определить отметку воды в напорном баке.

Расчеты выполнить для одного из вариантов по данным, приведен­ным в таблицах 4.1 и 4.2.

 

 

Таблица 4.1

Исходные данные	Последняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Расход Qb, л/с	12	40	20	50	30	10	10	5	2	15
Расход Qc, л/с	13	15	7	25	100	80	30	0	5	10
Расход Qd, л/с	30	10	50	20	0	5	15	80	0	25
Расход Q P л/с	10	20	6	20	60	30	40	40	100	20
Диаметр d 1, мм	100	200	125	250	350	300	250	400	350	300
Диаметр d2, мм	125	250	150	300	200	150	150	350	300	250
Диаметр d3, мм	150	150	100	200	250	200	125	300	250	200

 

                                                                Таблица 4.2

Исходные данные	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Длина трубы l 1, м	320	330	340	350	360	370	380	390	410	420
Длина трубы  l 2, м	450	440	430	420	410	390	370	380	360	350
Длина трубы  l 3, м	540	530	520	510	500	490	480	470	460	450
Отметка пьезо­метрической линии в конце системы Z, м	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Вид труб	нормальные стальные			новые стальные			новые чугунные

 

 

Задача 5. Вода поступает по трубопроводу диаметром d и длиной I при избыточном давлении р₀. При резком закрытии задвижки, установ­ленной в конце трубопровода, возникает гидравлический удар (рис.5).

 

Рис.5

Требуется:

1. Определить скорость распространения ударной волны и длитель­ность фазы.

2.Выяснить вид удара и определить максимальное повышение давле­ния.

Расчеты выполнить для одного из вариантов по данным, приведенным в таблицах 5.1 и 5.2.

Указание:

Закон изменения скорости движения жидкости при постепенном за­крытии задвижки считать линейным.

Таблица 5.1

 

Исходные данные	Последняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Расход Q, л /с	785	141	990	96	283	98	251	71	63	196
Диаметр d, мм	900	300	800	350	600	250	400	300	200	500
Толщина сте­нок е, мм	100	10	80	12	40	10	40	10	8	50
Длина трубы l, км	1	0.8	0.9	2	1.4	1.9	1.25	2.6	1.2	2.5

Таблица 5.2

Исходные данные	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Начальное давление р0, кПа	200	250	200	150	200	150	200	250	200	250
Время закрытия задвижки, ТЗ, с	1	6	0	10	0	8	5  10		1	2
Материал тру­бы	бетон		сталь		чугун		дерево		сталь

ОГЛАВЛЕНИЕ

Цель, задачи курса и общие указания	1
Тема 1. Введение. Физические свойства жидкости	3
Тема 2. Гидростатика	4
Тема 3. Основы кинематики жидкости и гидродинамики	6
Тема 4. Потери напора при установившемся равномерном движении жидкости	9
Тема 5. Истечение жидкости через отверстия, насадки и короткие трубы	12
Тема 6. Установившееся равномерное движение в гид­равлически длинных напорных трубопроводах. Гидравлический удар в трубах.	13
Лабораторные работы	15
Контрольное задание	17

 

 

ГИДРАВЛИКА

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по изучению дисциплины и задания для курсовой работы

студентам-заочникам направления 20.03.02

«Природообустройство и водопользование» профилей

«Мелиорация, рекультивация и охрана земель»,

«Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения»

 

 

Квалификация выпускника - бакалавр

 

МОСКВА 2016

ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ КУРСА И ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Выполнение задач природообустройства в свете новых требований, которые выдвигает перестройка народного хозяйства РФ будет зависеть от подготовки кадров по специальностям «Мелиорация, рекультивация и ох­рана земель», «Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения»

Законы покоя и движения жидкости имеют самое широкое и разно­образное применение. На основе этих законов проводятся расчеты по оп­ределению силы давления воды на плоские и криволинейные поверхности. определяются размеры каналов, трубопроводов, отверстий и насадок, дю­керов, водосливов, гасителей энергии и т.д. Курс гидравлики основывает­ся на законах механики и высшей математики и является связующей и не­обходимой частью для последующего изучения специальных курсов.

Цель изучаемого курса - установление взаимосвязи законов относи­тельного покоя и движения жидкостей с возможными способами приме­нения этих законов при решении практических задач в области водопользования.

В результате изучения курса студент должен познать основные зако­ны и методы расчетов в области гидравлики, научиться их применять, по­лучать с их помощью реальные размеры того или иного сооружения, не­обходимые для обеспечения потребителей водой и влияющие на стои­мость сооружения. Методические указания составлены в соответствии с действующей программой дисциплины.