Механика жидкости и газа
Составил:
стр.преп. каф. РКТ и ЭУ Лапин И.Н.
Пермь 2011г.
Оглавление
Основные понятия и определения. 5
1.1 Плотность. 5
1.2. Вязкость. 5
1.3 Модели жидкой среды.. 6
1.4 Ньютоновские и Аномальные жидкости. 7
1.5Силы действующие в жидкости. 8
1.5.1 Массовые силы.. 8
1.5.2 Поверхностные силы.. 9
1.5.3 Тензор напряжения. 10
1.5.4 Касательные напряжения. 13
1.6 Обобщенная Гипотеза Ньютона. 15
2. Гидростатика. 15
2.1 Равновесное состояние. 15
2.2 Гидростатическое давление в точке. 16
2.3 Общие Дифференциальные уравнения равновесия жидкости. 16
2.4 Основное уравнение гидростатики в дифференциальной форме. 18
2.5 Основное уравнение гидростатики в интегральной форме для несжимаемой жидкости 18
2.6 Гидростатический напор. 20
2.7 Определение силы давления жидкости на поверхности тел. 20
2.8 Плоская поверхность. 23
2.9 Давление Жидкости на горизонтальное дно сосуда. 23
2.10 Равновесие несмешивающихся жидкостей. 24
2.11 Относительное равновесие. 25
2.12 Равновесие Газов. 28
2.13 Международная стандартная атмосфера. 33
3 Основные уравнения Гидро Газодинамики. 35
3.1Основные понятия и определения движения жидкости. 35
3.2 Уравнение Бернулли для элементарной струйки несжимаемой жидкости. 39
3.3 Два метода исследования движения жидкости Лагранжа и Эйлера. 40
3.4 Уравнение линии тока. 42
3.5 Уравнение неразрывности. 43
3.6 Вихревое и безвихревое движение жидкости. 43
3.7 Интегрирование уравнений Эйлера для потенциального потока в случае установившегося движения 43
3.8 Уравнения Навье Стокса. 44
4 Режимы течения. 45
4.1 Режимы течения. 45
4.2 Число Рейнольдса. 45
4.3 Виды гидравлических сопротивлений. 47
4.2 Общая формула для потерь напора на трение при равномерном движении жидкости в трубах 48
4.4 Особенности ламинарного и турбулентного движения жидкости в трубах. 49
4.5 Ламинарное равномерное движение жидкости. 50
4.6.Турбулентное равномерное движение жидкости в трубах. 52
4.7 Касательное напряжение при турбулентном движении. 53
4.8 Полуэмпирические теории турбулентности. 54
4.9 Начальный участок турбулентного движения. 55
5. Потери в потоке. 56
5.1 Потери напора на трение в круглой трубе. 56
5.2 Опытные данные о распределении скоростей и потерях напора. 58
5.3 Эмпирические формулы для коэффициента гидравлического трения. 59
5.4 Движение жидкости в трубах некругового сечения. 60
5.5 Снижение потерь напора на трение при турбулентном движении. 60
5.6 Местные гидравлические сопротивления. 61
5.6.1 Внезапное расширение трубопровода. 61
5.6.2 Внезапное сужение трубопровода. 64
5.6.3.Вход в трубу через диафрагму. 65
5.6.4.Резкое уменьшение диаметра трубы.. 65
5.6.5 Постепенное расширение. 66
5.6.6 Постепенное сужение трубы.. 67
6.1 Циркуляция скорости. 68
6.2 Степенные законы распределения скоростей. 68
6.3 Модели турбулентности. 69
7. Основы теории пограничного слоя. 71
7.1 Понятие о пограничном слое. 71
7.2 Ламинарный погранслой. 73
7.3 Турбулентный погранслой. 75
7.4 Отрыв пограничного слоя, и отрыв потока. 78
7.4 Методы управления пограничным слоем.. 80
7.4.1 Предотвращение отрыва слоя при помощи сосредоточенного отсоса из него жидкости или ввода в слой жидкости. 80
7.4.2 Затягивание ламинарного участка слоя путем придания носовой части тела оптимальной формы 81
7.4.3 Ламинаризация пограничного слоя при непрерывном (распределенном) отборе потока 82
7.4.4 Ламинаризация пограничного слоя при щелевом отборе. 82
8 Газодинамические процессы {Модуль 3}. 84
8.1 Уравнения течения жидкости в трубах переменного сечения. 84
8.2 Уравнение неразрывности струи. 85
8.3 Сопло Лаваля и скорость истечения. 86
8.4 Скорость звука. 87
8.5 Газодинамические функции. 88
8.5.1 ГДФ характеризующие термодинамическое состояние. 89
8.5.2 ГДФ характеризующие Разгон потока (q, y, ξ) 91
8.5.3 ГДФ z, f, r – характеризуют импульс потока. 94
9 Плоский сверхзвуковой поток. 94
9.1 Термодинамика ударных волн. 95
9.2 Происхождение ударных волн. 95
9.3 Ударная волна, вызванная летательным аппаратом.. 96
9.4 Скачки уплотнения. Образование скачков уплотнения. 100
9.4.1. Прямой скачок. 100
9.4.2 Косые скачки уплотнения. 101
9.5 Формы скачков уплотнения. 107
9.6 Критическая скорость. 107
9.7 Течение Прандтля Майера. 107
9.8 Закон обращения воздействия. 110
9.9 Гидравлический удар. 113
9.10 Истечение жидкости и газа через отверстия и насадки. 116