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Abschnitt I Hydraulik……… ……………………………………………………….…. 4

Vorlesung 1. Grundbegriffe und Definitionen. Flüssigkeitsgleichgewicht im Schwerefeld,

Gesetze von Pascal und Archimedes………………….……………………………………..… 4

1.1. Grundlegende Konzepte und Definitionen……………………………………………………………..… 4

1.2. Flüssigkeitsgleichgewicht in einem Schwerefeld. Grundgleichung der Hydrostatik ....... 7

1.3. Pascals Gesetz. Hydrostatisches Paradoxon…….………………………………… 10

1.4. Relatives Gleichgewicht einer Flüssigkeit bei gleichmäßig beschleunigter Bewegung eines Gefäßes mit Flüssigkeit …………………………………………………………………………………….. 11

1.5. Die Kraft des Flüssigkeitsdrucks auf die Wand. Das Gesetz des Archimedes …………………………… 12

1.6. Instrumente zur Messung von Flüssigkeitsparametern……………………………………. 15

Vorlesung 2. Hydrodynamik. Grundlegende Konzepte und Definitionen. Differentialgleichungen der Hydrodynamik. Bernoulli-Integral…………………………………..… 19

2.1. Grundbegriffe der Hydrodynamik……………………………………………..…. 192.2. Differentialgleichungen der Hydrodynamik…………………………………… ..202.3. Integral der Euler-Gleichung (Bernoulli-Integral) ………………………………… 21

2.4. Das Konzept der hydraulischen Verluste. Bernoulli-Gleichung unter Berücksichtigung hydraulischer Verluste................................................. ........................................ 23

Vorlesung 3. Hydraulische Verluste. Flüssigkeitsaustritt durch Düsen………………..26

3.1. Hydraulische Verluste in Rohren mit konstantem Querschnitt …………………………… 26

3.2. Lokaler hydraulischer Widerstand…………………………………………… 28

3.3. Flüssigkeitsaustritt durch kleine Löcher und Düsen …………………………… 31

Vorlesung 4. Hydraulische Berechnung von Rohrleitungen ……………………………………………………… 35 4.1. Eine einfache Rohrleitung mit konstantem Querschnitt.

Druck- und Durchflusseigenschaften 36 4.2. Reihenschaltung von Rohrleitungen. Druck und Durchfluss

Eigenschaften ………………………………………………………………………………… ……... 36

4.3. Parallelschaltung von Rohrleitungen. Druck-Durchfluss-Kennlinie für Parallelschaltung……………………………………………………………… 37

4.4. Verzweigte Rohrleitungsverbindung.

Druck-Durchfluss-Kennlinie ………………………………………………….. 40

4.5. Komplexe Netzwerke. Ringleitung………………………………………………………41

4.6. Rohrleitungen mit Pumpflüssigkeitsversorgung……………………………………….44

4.7. Wasserschlag (Wasserschlag) ……………………………………………………. 47

Abschnitt II Hydraulische Maschinen……………………………………………………. 50

Vorlesung 5. Kreiselpumpen……………………………………………………….. 51

5.1. Grundparameter einer Kreiselpumpe………………………………………………………... 51

5.2. Aufbau und Funktionsprinzip einer Kreiselpumpe …………………………… 53

5.3. Ermittlung der maximal zulässigen Saughöhe einer Kreiselpumpe………………………………………………………………………………... 54

5.4. Grundgleichung einer Kreiselpumpe ………………………………………… 56

5.5. Eigenschaften einer Kreiselpumpe………………………………………………………56

Vorlesung 6. Betriebsberechnungen von Flügelzellenpumpen……………………………58

6.1. Elemente der Ähnlichkeitstheorie in Flügelzellenpumpen……………………………………. 58

6.2. Umrechnung der Eigenschaften von Flügelzellenpumpen auf eine andere Drehzahl………. 59

6.3. Drehzahlfaktor von Flügelzellenpumpen ………………………………… 61

6.4. Pumpenbetrieb im Netzwerk. Einstellen der Pumpenbetriebsart ……………………….. 62

6.5. Übersichtsdiagramm der Kreiselpumpen……………………………………………. 65

6.6. Sequentielles und paralleles Betreiben von Pumpen an einer gemeinsamen Rohrleitung………. 66

Vorlesung 7. Verdrängerpumpen. Kolbenpumpen……………………………………………………….. 67

7.1. Funktionsprinzip und Hauptparameter volumetrischer Maschinen………………………... 67

7.2. Das Funktionsprinzip von Kolbenpumpen und ihre Klassifizierung ………………………… 69

7.3. Analyse des Kolbenpumpenbetriebs …………………………………………………... 72

7.4. Anzeigediagramm einer Kolbenpumpe…………………………………………………………. 77

7.5. Einsatzgebiete verschiedener Pumpentypen…………………………………….. 79

Vorlesung 8. Hydraulischer Antrieb und hydraulische Ausrüstung………………………………………………………..…….. 80

8.1. allgemeine Informationenüber hydraulischen Antrieb. Grundkonzepte …………………………… 80

8.2. Schematische Darstellungen hydraulischer Antriebe……………………………………………………….. 84 8.3. Verdränger-Hydraulikmotoren………………………………………… …………… .. 88 8.4.Hydraulische Ausrüstung……………………………………………………………………………….. 94 8.5.Folgehydraulik Antrieb (Hydraulikverstärker)………………… ……………………….. 105

Literaturverzeichnis………………………………………………………………. 110

Abschnitt I Hydraulik

Vorlesung 1. Grundbegriffe und Definitionen. Flüssigkeitsgleichgewicht in einem Schwerefeld. Die Gesetze von Pascal und Archimedes

Vorlesungsübersicht:

1. Grundlegende Konzepte und Definitionen. Basic physikalische Eigenschaften Flüssigkeiten.

2. Flüssigkeitsgleichgewicht in einem Schwerefeld. Eulers Gleichung. Grundgleichung der Hydrostatik.

4. Relatives Gleichgewicht einer Flüssigkeit bei gleichmäßig beschleunigter Bewegung eines Gefäßes mit Flüssigkeit.

5. Die Kraft des Flüssigkeitsdrucks auf die Wand. Das Gesetz des Archimedes

6. Instrumente zur Messung von Flüssigkeitsparametern.

1.1. Grundlegende Konzepte und Definitionen

Thema und Methode in der Hydraulik. Das Konzept der Flüssigkeit und ihre Eigenschaften.

Gegenstand des Studiums der Hydraulik sind die Gesetze des Gleichgewichts und der Bewegung von Flüssigkeiten sowie Fragen der Kraftwechselwirkung zwischen Flüssigkeit und Festkörpern. In dieser Hinsicht ist das Schlüsselkonzept in dieser Disziplin das Konzept

Flüssigkeiten.

Unter der Flüssigkeit Hydraulik verstehen kontinuierlich verformbares inkompressibles Medium,

die Eigenschaft der Fließfähigkeit haben oder nicht einfache Mobilität.

Aus dieser Definition folgt, dass die Flüssigkeit folgende Grundeigenschaften haben muss:

Kontinuität. Dies bedeutet, dass die Eigenschaften der Flüssigkeit kontinuierlich im Raum verteilt sind.

Kompressibilität. Unter Kompressibilität versteht man die Eigenschaft, seine Dichte unter dem Einfluss äußerer Kräfte (Druck, Temperatur) zu ändern. In der Hydraulik gelten Flüssigkeiten bis auf einige Sonderanwendungen als inkompressibel.

Flüssigkeit. Dies ist die Eigenschaft eines kontinuierlichen Mediums, unter dem Einfluss unausgeglichener äußerer Kräfte seine Form und relative Anordnung der Teile zu ändern und die Form der Grenzen des Raums anzunehmen, in dem es sich befindet.

Eine Folge der Fließeigenschaft ist das Auftreten innerer Reibung (Tangential- und Normalspannung) zwischen Flüssigkeitsschichten während ihrer Bewegung.

Bei vielen Problemen werden innere Spannungen, die auf eine bewegte Flüssigkeit wirken, vernachlässigt. Eine solche Flüssigkeit wird als ideal oder nicht viskos bezeichnet. Im Gegensatz zum Ideal wird der Begriff einer viskosen Flüssigkeit eingeführt. Dabei werden innere Spannungen berücksichtigt.

Um zu unterscheiden, in welchem ​​Aggregatzustand sich die Flüssigkeit befindet, wird das Konzept eingeführt

Flüssigkeit abtropfen lassen B. Wasser, oder ein inkompressibles Gas, z. B. Luft.

Die in der Hydraulik verwendete Methode ist phänomenologisch Charakter. Dies bedeutet, dass die Hydraulik von der molekularen Struktur der Substanz abstrahiert, aus der das Medium besteht. Physikalische Eigenschaften einer Flüssigkeit im Zusammenhang mit ihren Eigenschaften Interne Struktur, werden im Voraus bekannt gegeben.

Alle hydraulischen Verfahren lassen sich je nach Aufgabenstellung in drei Kategorien einteilen:

1. Ein rein theoretischer Ansatz, bei dem Formulierung und Lösung auf der Grundlage der meisten erfolgen allgemeine Gesetze Natur (das Gesetz der Erhaltung von Masse, Impuls und Energie), beschrieben durch die entsprechenden Differentialgleichungen.

2. Ein semiempirischer Ansatz; für eine vollständige mathematische Beschreibung des Problems sind zusätzliche, aus Erfahrung gewonnene Zusammenhänge erforderlich.

3. Empirische Methoden, wenn die berechneten Ausdrücke aus Experimenten ermittelt werden.

IN In den meisten Fällen wird der dritte Ansatz verwendet. In diesem Sinne ist die Hydraulik im Gegensatz zur Strömungsmechanik eine Ingenieurdisziplin. Und da technische Probleme sind in der Regel recht komplex theoretische Lösung, dann sind empirische Methoden oft die einzigen.

Grundlegende physikalische Eigenschaften von Flüssigkeiten.

Für Lösungen praktische ProblemeÜblicherweise werden die folgenden physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten verwendet:

1. Dichte, die als die in einer Volumeneinheit enthaltene Masse definiert ist.

und der Kehrwert ist das spezifische Volumen.

2. Spezifisches Gewicht

3. Kompressibilität, die charakterisiert istvolumetrisches Kompressionsverhältnis oder Kompressionsmodul E. Stellen Sie die Änderung des relativen Volumens bei einer Druckänderung dar

4. Wärmeausdehnung, die gekennzeichnet ist durchVolumenausdehnungskoeffizient

Dieser Koeffizient wird bei der Berechnung der Bewegung heißer Gase verwendet.

5. Oberflächenspannung. Charakterisiert durchOberflächenspannungskoeffizient.

Wird bei Filteraufgaben berücksichtigt.

6. Viskosität ist die Eigenschaft einer Flüssigkeit, der Scherung ihrer Schichten standzuhalten, was dazu führt, dass bei ihrer Bewegung Reibungskräfte (Tangentialspannungen) zwischen den Flüssigkeitsschichten auftreten.

Nach Newtons Hypothese ist die Kraft der inneren Reibung proportional zum Geschwindigkeitsgradienten normal zur Gleitfläche einer Schicht relativ zu einer anderen Schicht. Abbildung 1 zeigt das Geschwindigkeitsprofil für die Flüssigkeitsströmung entlang einer Wand mit einer transversalen Geschwindigkeitsscherung, die mit dem Vorhandensein von Viskosität verbunden ist.

Reis. 1. Geschwindigkeitsprofil für eine viskose Flüssigkeit, die entlang einer Wand fließt

IN Nach dem Newtonschen Gesetz ergibt sich die Reibungskraft als

A Scherbeanspruchung

Der Proportionalkoeffizient wird aufgerufen Koeffizient der dynamischen Viskosität. Seine Dimension bzw.

Neben dem dynamischen Viskositätskoeffizienten wird auch der kinematische Viskositätskoeffizient verwendet

Im CGS-System wird die Dimension des kinematischen Viskositätskoeffizienten [cm2/s] als Stokes bezeichnet, und ein hundertmal kleinerer Wert wird als Centistokes bezeichnet.

Kräfte, die auf eine Flüssigkeit wirken.

Da eine Flüssigkeit aufgrund ihrer Kontinuität ein kontinuierlich im Raum verteiltes Medium ist, sind auch die auf die Flüssigkeit wirkenden Kräfte kontinuierlich

im betrachteten Raumbereich verteilt. Das heißt, statt konzentrierter Kräfte, wie in der klassischen Mechanik, wirkt ein Kraftfeld auf die Flüssigkeit.

Es gibt zwei Gruppen von Kräften: a) volumetrisch (Masse) und b) oberflächlich.

Auf das gesamte Isolierte wirken volumetrische Kräfte flüssiges Medium infinitesimales Elementarvolumen. Dazu gehören Schwerkraft, Trägheitskräfte und elektromagnetische Kräfte für ein elektrisch leitfähiges Medium.

Auf die Oberfläche, die das Elementarvolumen begrenzt, wirken Oberflächenkräfte.

Oberflächenkräfte umfassen normale Druckkräfte abnormal und Scherbeanspruchung.

Druck oder hydrostatischer Druck ist ein Skalar, der numerisch der Kraft entspricht, die senkrecht zu einer ausgewählten Fläche pro Flächeneinheit wirkt

und fällt mit dem thermodynamischen Druck zusammen. Hinter positiver Wert nehmen Sie eine Druckkraft an, die auf die innere Normale gerichtet ist, also das Flüssigkeitsvolumen komprimiert. Die Größe des Drucks hängt nicht von der Ausrichtung der Fläche ab, auf die er einwirkt.

Innere Spannungen (normale und tangentiale) entstehen nur, wenn sich die Flüssigkeit bewegt. Normalspannungen wirken auf eine Fläche, die senkrecht zur Flüssigkeitsströmung ausgerichtet ist. Sie sind meist deutlich kleiner als die Druckkräfte und werden in der Regel vernachlässigt. Schubspannung bzw Reibungsbeanspruchung Arbeiten Sie auf Plattformen, die entlang der Strömung ausgerichtet sind.

1.2.Gleichgewicht der Flüssigkeit im Schwerkraftfeld. Grundgleichung der Hydrostatik

Eine Flüssigkeit kann entweder ruhen oder sich unter dem Einfluss äußerer Kräfte bewegen. Im ersten Fall wir reden überüber Hydrostatik und im zweiten über Hydrodynamik.

Hydrostatik ist ein Teilgebiet der Hydromechanik, das sich mit den Gleichgewichtsgesetzen einer ruhenden Flüssigkeit beschäftigt.

In Differentialform wird die hydrostatische Gleichung aus der Impulsgleichung (Newtons 2. Gesetz) für ein stationäres Medium abgeleitet. Gemäß diesem Gesetz ist in einer ruhenden Flüssigkeit die Summe der auf jedes Elementarvolumen des Mediums wirkenden Kräfte gleich Null. In Vektorform hat die Differentialgleichung der Hydrostatik die Form:

Hier ist die Dichte des Mediums, der Druck und der Vektor der Massenkräfte angegeben.

Das ist das sogenannte Eulers Gleichung. Da die Flüssigkeit bewegungslos ist, sind die einzigen verbleibenden Oberflächenkräfte der hydrostatische Druck, der durch die Massenkraft ausgeglichen wird.

Finden wir die hydrostatische Gleichung in Integralform für eine Flüssigkeit, die im Bereich der Massenkräfte der Schwerkraft ruht. Wir werden das Koordinatensystem wie in Abb. 2 gezeigt anordnen. Der Ursprung ist mit der freien Oberfläche kompatibel. Die freie Oberfläche ist die Grenzfläche zwischen den Phasen, auf der ein konstanter Druck herrscht.

Abb.2. Herleitung der Gleichung der Hydrostatik im Bereich der Schwerkraft

Die Massenkraft ist hier die Schwerkraft, die in Richtung der z-Achse wirkt, also . Dann nehmen die im kartesischen Koordinatensystem geschriebenen Eulerschen Gleichungen die Form an

Durch die Integration dieser Gleichungen erhalten wir p=const in der xy-Ebene. Entlang z ändert sich der Druck linear

wobei z die vertikale Koordinate ist.

Daher ergibt sich der Druck an einem beliebigen Punkt M, der sich im Abstand h von der freien Oberfläche befindet, als

Die resultierende Gleichung heißt Grundgleichung der Hydrostatik. Der aus dieser Gleichung berechnete Druck wird aufgerufen absoluter Druck. Wenn der Druck über der freien Oberfläche Atmosphärendruck ist, dann

Als Überdruck bezeichnet man einen Druck, der den Atmosphärendruck übersteigt Manometer oder Manometerdruck, also,

Mit der Grundgleichung der Hydrostatik lässt sich ein Diagramm der Drücke in einem Flüssigkeitsvolumen erstellen (Abb. 2). Man nennt Flächen gleichen Drucks ebene Fläche(Abb. 2). Für ein gegebenes Problem haben ebene Flächen horizontale Ebenen

Geometrische und energetische Bedeutung der hydrostatischen Gleichung.

Betrachten wir eine homogene Flüssigkeit in einem geschlossenen Volumen, wie in Abb. 2 dargestellt. Finden wir den absoluten Druck an zwei beliebigen Punkten A und B, die sich relativ zur Steuerebene 0-0 im Abstand zA und zB befinden. Wir bekommen

Woher finden wir es?

Das heißt, für jeden Punkt im Flüssigkeitsvolumen bleibt die Summe der Terme konstant. Die Größe kann als Druckpotentialenergie interpretiert werden.

Es hat die Dimension Länge und heißt piezometrische Höhe(Druck). Der z-Term kann als Positionspotentialenergie oder geometrische Höhe interpretiert werden.

Aus der Grundgleichung der Hydrostatik folgt also, dass in einer ruhenden Flüssigkeit unter dem Einfluss der Schwerkraft die Summe der potentiellen Energie von Druck und Ort unverändert bleibt. Oder anders ausgedrückt: Die Summe der piezometrischen und geometrischen Höhen ist konstant und gleich der hydrostatischen Höhe.

1.3. Pascals Gesetz. Hydrostatisches Paradoxon.

Ändern wir den Druck auf die freie Oberfläche um den Wert. Dann wird der Druck an jedem Punkt bestimmt als

Das heißt, ein Druckanstieg auf der freien Oberfläche um einen Betrag führt zu einem Druckanstieg an jedem Punkt in einem geschlossenen Volumen um den gleichen Betrag.

Der letzte Ausdruck ist eine mathematische Interpretation des Pascalschen Gesetzes: „Die Druckänderung an der freien Oberfläche einer ruhenden Flüssigkeit wird gleichermaßen auf jeden Punkt in einem geschlossenen Volumen übertragen.“

Betrachten Sie drei Schiffe mit der gleichen Bodenfläche, aber andere Form Seitenwände (Abb. 3)

Abb. 3. Zur Frage des hydrostatischen Paradoxons

Wenn die Flüssigkeitssäulen gleich sind, stellen wir fest, dass die Druckkraft auf den Boden aller drei Gefäße trotz des unterschiedlichen Gewichts, das in den Flüssigkeitsgefäßen eingeschlossen ist, gleich ist

Daraus folgt, dass die Kraft, mit der die Flüssigkeit auf den Boden des Gefäßes drückt, nur von der Fläche des Bodens und der Höhe der Flüssigkeitssäule abhängt und nicht von der Form der Seitenwände abhängt. IN

Dies ist das hydrostatische Paradoxon: Das Gewicht der Flüssigkeit hat keinen Einfluss auf die Druckkraft auf den Boden des Gefäßes.

In zwei kommunizierenden Gefäßen befinden sich Zylinder mit unterschiedlichen Durchmessern S1 und S2. Eine auf den linken Zylinder ausgeübte Druckkraft erhöht den Druck im Behälter um

Dann ergibt sich die Druckkraft auf Kolben 2 als

Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation

Bundesamt für Bildung

STAATLICHE UNIVERSITÄT PENZA

M.Ya. Cordon, V.I. Simakin, I.D. Goreschnik

HYDRAULIK

Lernprogramm

Einführung

Das Lehrbuch wurde auf der Grundlage langjähriger Erfahrungen im Unterrichten des Studiengangs Hydraulik erstellt.

Bei der Präsentation des Stoffes werden folgende Voraussetzungen berücksichtigt: logische Verbindung mit anderen Disziplinen der Fachrichtung 330200; die grundsätzliche Art der Darstellung theoretischer Fragestellungen; Praxisorientierung der betrachteten Fragestellungen; Verwendung mathematischer Geräte in einem Umfang, der die Zugänglichkeit der Wahrnehmung theoretischen Materials nicht überschreitet.

Das Schulungsmaterial wurde gemäß erstellt Arbeitsprogramm und umfasst die folgenden Abschnitte: grundlegende physikalische Eigenschaften von Flüssigkeiten; Grundlagen der Hydrostatik; Grundlagen der Kinematik und Strömungsdynamik; Wasserschlag in Rohren; Grundlagen der Ähnlichkeitstheorie, Modellierung und Dimensionsanalyse; Grundlagen der Grundwasserbewegung und Zweiphasenströmungen.

Jeder Abschnitt enthält Beispiele praktische Anwendung Berechnungsformeln und Abhängigkeiten in Form von Problembeispielen und verschiedenen ingenieurtechnischen Lösungen.

Eine Liste wird ebenfalls bereitgestellt Testfragen Für Selbststudium Material.

Der Studiengang Hydraulik ist eine der Grunddisziplinen in der Ausbildung von Ingenieuren, die im Bereich Umweltschutz tätig sind.

Theoretische Inhalte werden durch Illustrationen in Form von Zeichnungen, Grafiken, Blockdiagrammen und Tabellen ergänzt, sofern eine Erläuterung des qualitativen oder quantitativen Zusammenhangs von Parametern erforderlich ist technologische Prozesse oder physikalische Phänomene.

Teil I. Hydraulik

1 GRUNDLEGENDE PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON FLÜSSIGKEITEN

1.1. Kontinuumsmodell

Eine Flüssigkeit ist ein kontinuierliches Medium, das unter dem Einfluss äußerer Kräfte leicht seine Form ändern kann.

Der Begriff „Flüssigkeit“ wird je nach Zweck einer solchen Definition definiert.

IN Unter Flüssigkeit versteht man in der Physik einen physikalischen Körper mit der Eigenschaft der Fließfähigkeit.

Die Fließfähigkeit flüssiger Partikel beruht auf ihrer Unfähigkeit, Scherspannungen im Ruhezustand wahrzunehmen.

Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften werden Flüssigkeiten in zwei Klassen eingeteilt: 1. Niedrig komprimierbar (Tröpfchen).

2. Kompressibel (gasförmig).

IN In der Flüssigkeits- und Gasmechanik gelten die für Tröpfchenflüssigkeiten geltenden Gesetze auch für Gase, wenn die Kompressibilität des Gases vernachlässigt werden kann.

Der Einfachheit halber werden die Begriffe „Tröpfchenflüssigkeit“ (gering komprimierbar), „komprimierbare Flüssigkeit“ (Gas) und „Flüssigkeit“ (sowohl Tröpfchenflüssigkeit als auch Gas) eingeführt.

Daher bezeichnet eine Flüssigkeit in der Strömungs- und Gasmechanik jedes Medium, das fließfähig ist.

Bei der Untersuchung der Gesetze des Gleichgewichts und der Flüssigkeitsbewegung in der angewandten Mechanik von Flüssigkeiten und Gasen wird die Bewegung von Molekülen nicht untersucht und die Flüssigkeit als kontinuierliches Medium betrachtet, das sich unter dem Einfluss äußerer Kräfte verformen kann.

Flüssigkeiten haben, wie jeder physische Körper, eine molekulare Struktur.

Der Abstand zwischen den Molekülen ist um ein Vielfaches größer als die Größe der Moleküle selbst und entspricht 10-7 bis 10-8 cm, die freie Weglänge von Gasmolekülen beträgt Luftdruck gleich 10-5 cm.

Daher werden Flüssigkeiten und Gase als kontinuierliche Medien mit diskontinuierlicher Struktur wahrgenommen.

Dieser Umstand ermöglicht es uns, die Kontinuitätshypothese einzuführen, also ein Modell anzuwenden, das die Eigenschaft der Kontinuität besitzt. Die Hypothese der Kontinuität oder Kontinuität des Mediums vereinfacht die Untersuchung, da sie es uns ermöglicht, die mechanischen Eigenschaften des flüssigen Mediums (Geschwindigkeit, Dichte, Druck usw.) als Funktion der Koordinaten eines Punktes in Raum und Zeit zu betrachten.

Nach der Kontinuitätshypothese ist die Masse des Mediums kontinuierlich und im Allgemeinen ungleichmäßig im Volumen verteilt.

1.2. Flüssigkeitsdichte

Das wichtigste dynamische Merkmal des Mediums ist die Massenverteilungsdichte über das Volumen oder einfach die Dichte des Mediums, die an einem beliebigen Punkt A durch die Beziehung bestimmt wird:

Dichtedimension

[ρ ]=M L 3 ,

Dabei ist M die Dimension der Masse und L die Dimension der Länge.

Die Einheiten der Dichte sind kg/m3 im SI-System und kgf c2/m4 im technischen System.

In technischen Berechnungen wird neben der Dichte auch das spezifische Gewicht verwendet.

Das Gewicht der Flüssigkeit G pro Volumeneinheit W wird als spezifisches Gewicht bezeichnet:

Spezifisches Gewicht [γ] = L M 2 T 2.

Die Maßeinheit des spezifischen Gewichts im SI-System ist N/m3.

Das spezifische Gewicht ist eine Vektorgröße. Es ist kein Parameter der Substanz; sein Wert hängt von der Erdbeschleunigung am Definitionspunkt ab.

Das spezifische Gewicht und die Dichte einer Flüssigkeit hängen durch die folgende Beziehung zusammen:

wobei g die Beschleunigung des freien Falls ist, normalerweise gleich angenommen

9,81 m/s2.

Neben dem spezifischen Gewicht wird auch das relative spezifische Gewicht δ in die Berechnungen einbezogen:

Für Süßwasser bei einer Temperatur von 4 °C gilt also δ B = 1. Die Dichte und das spezifische Gewicht von Flüssigkeiten hängen von Druck und Temperatur ab.

1.3. Kompressibilität von Tröpfchenflüssigkeit

Unter Druckeinfluss wird die Kompressibilität einer Flüssigkeit durch den volumetrischen Kompressionskoeffizienten β V, Pa 1 charakterisiert, der ist

relative Änderung des Flüssigkeitsvolumens pro Einheit Druckänderung:

wobei W das anfängliche Flüssigkeitsvolumen ist;

dW ist die Änderung dieses Volumens, wenn sich der Druck um dp ändert.

Das Minuszeichen in Formel (1.5) ist darauf zurückzuführen, dass ein positiver Druckanstieg p einem negativen Volumenanstieg entspricht

Der Kehrwert des volumetrischen Kompressionsverhältnisses wird als Elastizitätsmodul der Flüssigkeit E l , Pa bezeichnet:

Die Dichte der Tröpfchenflüssigkeit ändert sich bei Druckänderungen kaum. Dies folgt aus der Abhängigkeit

In vielen Fällen technischer Berechnungen kann die Kompressibilität von Wasser vernachlässigt werden, da sein spezifisches Gewicht und seine Dichte vom Druck unabhängig sind.

1.4. Wärmeausdehnung tropfender Flüssigkeiten

Temperaturausdehnung Tröpfchenflüssigkeiten werden durch den Wärmeausdehnungskoeffizienten β t, ° C-1 charakterisiert:

wobei dW die Änderung dieses Volumens bei einer Temperaturerhöhung um dt ist.

Bei Temperaturen von 10 bis 20 °C und einem Druck von 105 Pa kann man ungefähr β t = 1,4 10− 4 °C-1 annehmen.

ρ = W M und Formeln (1.8) erhalten wir

wobei t 0 die Temperatur der Flüssigkeit unter normalen Bedingungen ist.

Die Abhängigkeit der Dichte von der Temperatur wird häufig genutzt, um eine natürliche Zirkulation zu erzeugen Heizsysteme, um Verbrennungsprodukte usw. zu entfernen.

1.5. Flüssigkeitsviskosität

Unter Viskosität versteht man die Scherneigung von Flüssigkeiten. Wird eine Kraft F auf die Platte ausgeübt (Abb. 1.1), so stellt sich nach einer bestimmten Zeitspanne eine gleichmäßige Bewegung mit einer bestimmten Geschwindigkeit U 0 ein.

μ τ

Beim Beschleunigen entsteht eine viskose Kraft F μ = –F. Darüber hinaus bewegt sich die an die Platte angrenzende Flüssigkeitsschicht aufgrund intermolekularer Bindungen mit der Geschwindigkeit U 0 mit der Platte. Nehmen wir an, dass die Verteilung der Geschwindigkeiten über der Höhe linear ist: U = f (z), dann

Geschwindigkeitsgradient und Kraftrichtung F μ .

Zwischen Flüssigkeitsschichten, die sich mit Geschwindigkeiten bewegen, die sich um den Betrag dU voneinander unterscheiden, entsteht eine Scherspannung

Dimension μ [μ ] =LT M .

Maßeinheit [μ] = dU [τ] = H m 2 s = Pa s.

Das Verhältnis der dynamischen Viskosität zur Dichte wird als kinematische Viskosität der Flüssigkeit bezeichnet:

Dimension [ν] = L T 2.

Der Zusammenhang zwischen kinematischer und dynamischer Viskosität mit der Dichte und Temperatur von Wasser ergibt sich aus den Ausdrücken (1.9) und (1.11):

Somit wird für reines Süßwasser die Abhängigkeit der dynamischen Viskosität von der Temperatur durch die Poiseuille-Formel bestimmt:

Wenn wir die Gleichungen (1.12) und (1.13) zusammen lösen, erhalten wir:

In der Praxis wird die Viskosität von Flüssigkeiten mit Viskosimetern bestimmt, wobei das Engler-Viskosimeter am weitesten verbreitet ist.

Um von Viskositätsbedingungen in Grad Engler zur kinematischen Viskosität in m2/s zu gelangen, werden mehrere empirische Formeln verwendet, zum Beispiel die Ubellode-Formel:

Dabei ist ν die kinematische Viskosität der Flüssigkeit, cm2/s.

Neben gewöhnlichen (Newtonschen) Flüssigkeiten, die durch die Abhängigkeit (1.10) gekennzeichnet sind, gibt es anomale Flüssigkeiten, zu denen

1.6. Flüssige Flüchtigkeit

Ein Indikator für die Flüchtigkeit ist der Siedepunkt bei normalem Atmosphärendruck.

Je höher der Siedepunkt, desto geringer ist die Flüchtigkeit.

Ein umfassenderes Merkmal der Verdampfung ist der Druck (Elastizität) des gesättigten Dampfes pn, ausgedrückt als Funktion der Temperatur.

Je höher der Sättigungsdampfdruck bei einer bestimmten Temperatur ist, desto stärker ist die Verdunstung der Flüssigkeit.

Bei Mehrkomponentenflüssigkeiten (z. B. Benzin usw.) hängt der pH-Wert nicht nur von den physikalisch-chemischen Eigenschaften und der Temperatur ab, sondern auch vom Verhältnis der Volumina der Flüssigkeits- und Dampfphase.

Der Sättigungsdampfdruck steigt mit zunehmendem Volumenanteil der flüssigen Phase.

Dampfdruckwerte für solche Flüssigkeiten werden für ein Verhältnis von Dampf- zu Flüssigkeitsphase von 1:4 angegeben.

1.7. Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten

Bei verschiedenen Flüssigkeiten ist die Löslichkeit von Gasen unterschiedlich und ändert sich mit zunehmendem Druck.

Das relative Volumen des in einer Flüssigkeit gelösten Gases bis zur vollständigen Sättigung kann als direkt proportional zum Druck angesehen werden:

wobei W g das Volumen des gelösten Gases unter normalen Bedingungen ist; W l das Flüssigkeitsvolumen ist;

p 1 ir 2 – Anfangs- und Enddruck des Gases; k – Löslichkeitskoeffizient.

Der Luftlöslichkeitskoeffizient k weist folgende Werte auf

t = 20 °C:

– für Wasser k = 0,016;

– für Kerosin k = 0,127;

– für Transformatorenöl k = 0,083;

– für Industrieöl k = 0,076.

Wenn der Druck in einer Flüssigkeit abnimmt, wird das darin gelöste Gas freigesetzt, und das Gas wird stärker aus der Flüssigkeit freigesetzt, als es sich darin löst.

Beispiel 1. Bei der hydraulischen Prüfung einer Rohrleitung mit einem Durchmesser

2. Lassen Sie uns die Druckänderung während des Tests ermitteln:

p = p 1 − p 2 = 3 − 2 = 1 MPa.

3. Nehmen wir den volumetrischen Kompressionskoeffizienten von Wasser β V = 5 · 10-7

Wir finden

die Wassermenge, die gemäß der Formel durch Lecks fließt

W = −β W p = 5 10− 10 7. 85 1 106

3,925 · 10− 3 m 3 ≈ 3,93 l.

Beispiel 2. Wie viele Kubikmeter Wasser kommen aus dem Kessel, wenn innerhalb einer Stunde 50 m3 Wasser mit einer Temperatur von 70 °C in den Heizkessel gelangen und die Wassertemperatur dann auf 90 °C ansteigt?

Q = β t Q n t = 0,00064 50 20= 0,64 m3/h. 2. Wasserfluss aus dem Kessel bei t = 90° C:

Q k = Q n − Q = 50+ 0, 64 = 50, 64 m3 / h.

Kontrollfragen

1. Listen Sie die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten auf.

2. Was versteht man in der Strömungs- und Gasmechanik unter Flüssigkeit?

3. Was versteht man unter Kontinuität des Mediums?

4. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Dichte und spezifischem Gewicht von Flüssigkeiten?

5. Welche Dimensionen haben Dichte und spezifisches Gewicht?

6. In welchen Einheiten werden Dichte und spezifisches Gewicht in einem System gemessen?

7. Was ist das relative spezifische Gewicht?

8. Wie groß ist das volumetrische Kompressionsverhältnis einer Flüssigkeit? Welche Dimension hat es?

Vorwort
Abschnitt I. HYDRAULIK
Kapitel 1. Flüssigkeit und ihre grundlegenden physikalischen Eigenschaften
§ 1.1. Definition von Flüssigkeit. Seine Dichte, spezifisches und relatives Gewicht
§ 1.2. Kompressibilität von Flüssigkeiten
§ 1.3. Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten
§ 1.4. Viskosität
§ 1.5. Verdampfung
§ 1.6. Löslichkeit von Gasen in tropfenden und schäumenden Flüssigkeiten
§ 1.7. Oberflächenspannung und Kapillarität
Kapitel 2. Hydrostatik
§ 2.1. Hydrostatischer Druck
§ 2.2. Die Kraft des Flüssigkeitsdrucks auf flache Figuren
§ 2.3. Die Kraft des Flüssigkeitsdrucks auf rechteckige Figuren und rechteckige Wände. Druckdiagramme
§ 2.4. Flüssigkeitsdruckkraft auf gekrümmten Oberflächen
§ 2.5. Flüssigkeitsgleichgewicht in bewegten Gefäßen
§ 2.6. Schwimmen Tel. Stabilität
Kapitel 3. Grundlegende Informationen zur Bewegung von Flüssigkeiten
§ 3.1. Hauptarten der Flüssigkeitsbewegung
§ 3.2. Live-Flow-Querschnitt. Verbrauch und Durchschnittsgeschwindigkeit
§ 3.3. Bernoulli-Gleichung
§ 3.4. Flüssige Bewegungsmodi
§ 3.5. Geschwindigkeitsverteilung über den aktiven Strömungsquerschnitt während der laminaren Flüssigkeitsbewegung
§ 3.6. Geschwindigkeitsverteilung über den stromführenden Strömungsquerschnitt bei turbulenter Flüssigkeitsbewegung in Rohren
§ 3.7. Geschwindigkeitsverteilung in offenen turbulenten Strömungen
Kapitel 4. Hydraulischer Widerstand
§ 4.1. Grundlegende Abhängigkeiten zur Bestimmung des Reibungsdruckverlustes über die Länge
§ 4.2. Formeln zur Bestimmung des Daren-Koeffizienten in verschiedenen Widerstandszonen
§ 4.3. Formeln zur Bestimmung des Chezy-Koeffizienten in der quadratischen Widerstandszone
§ 4.4. Lokaler hydraulischer Widerstand
§ 4.5. Berechnung lokaler Druckverluste entlang der äquivalenten Länge der Rohrleitung
Kapitel 5. Flüssigkeitsfluss durch Löcher und Düsen bei konstantem Druck
§ 5.1. Durch kleine Löcher in einer dünnen Wand fließen
§ 5.2. Durch große Löcher fließen
§ 5.3. Abfluss durch Düsen
Kapitel 6. Hydraulikdüsen. Aufprall des Strahls auf feste Hindernisse
§ 6.1. Hydraulische Düsen
§ 6.2. Aufprall des Strahls auf feste Hindernisse
Kapitel 7. Hydraulische Berechnung von Druckleitungen
§ 7.1. Allgemeine Bestimmungen. Grundlegende Berechnungsabhängigkeiten
§ 7.2. Berechnung einfacher Rohrleitungen
§ 7.3. Rohranschluss. Verzweigte Pipeline
§ 7.4. Komplexe Rohrleitung mit Flüssigkeitsverteilung in endlichen Abschnitten
§ 7.5. Rohrleitung mit kontinuierlicher Flüssigkeitsverteilung. Komplexe Ringleitungen
§ 7.6. Rohrleitung mit Pumpenversorgung (Pumpeninstallation)
Kapitel 8. Instationäre Flüssigkeitsbewegung
§ 8.1. Instationäre Druckbewegung einer inkompressiblen Flüssigkeit in starren Rohren
§ 8.2. Flüssigkeitsfluss unter variablem Druck
§ 8.3. Wasserschlag in Rohren
Kapitel 9. Gleichmäßige Flüssigkeitsbewegung in offenen Kanälen und Freiflussrohren
§ 9.1. Allgemeine Bestimmungen. Berechnungsformeln
§ 9.2. Geometrische Eigenschaften des Live-Querschnitts von Kanälen
§ 9.3. Hydraulisch günstigster Kanalquerschnitt
§ 9.4. Zulässige Geschwindigkeiten der Wasserbewegung in Kanälen
§ 9.5. Arten von Problemen für Kanalberechnungen
§ 9.6. Berechnung von Freistromrohren
Kapitel 10. Durchflussmesser
§ 10.1. allgemeine Informationen
§ 10.2. Bestimmung von Durchflussmengen anhand lokaler Geschwindigkeiten unter Verwendung hydrodynamischer Rohre
§ 10.3. Durchflussmesser in Druckleitungen
§ 10.4. Durchflussmesser in offenen Kanälen
Kapitel 11. Hydrodynamische Ähnlichkeit
§ 11.1. Ähnlichkeit hydraulischer Phänomene
§ 11.2. Ähnlichkeitskriterien
§ 11.3. Einige Hinweise zur Modellierung hydraulischer Phänomene
Abschnitt II. HYDRAULISCHE MASCHINEN (PUMPEN)
Kapitel 12. Allgemeine Informationen zu Pumpen
§ 12.1. Pumpenklassifizierung
§ 12.2. Wichtigste technische Indikatoren von Pumpen
§ 12.3. Eigenschaften von Pumpen und Pumpeinheiten
Kapitel 13. Flügelzellenpumpen
§ 13.1. Design und Klassifizierung von Kreiselpumpen
§ 13.2. Flüssigkeitsbewegung im Laufrad einer Kreiselpumpe. Form der Laufradschaufel
§ 13.3 Flüssigkeitsfluss durch die Laufradkanäle. Pumpenlieferung
§ 13.4. Grundgleichung einer Kreiselpumpe
§ 13.5. K.n.d. Kreiselpumpen
§ 13.6. Ähnlich wie Flügelzellenpumpen. Abhängigkeit der Hauptparameter der Pumpe von der Drehzahl des Laufrads
§ 13.7. Geschwindigkeitsfaktor. Arten von Flügelzellenpumpenlaufrädern
§ 13.8. Kavitationsberechnung von Flügelzellenpumpen
§ 13.9. Axiale Belastung des Rades
§ 13.10. Kennzeichnung von Flügelzellenpumpen
§ 13.11. Kreiselpumpen der heimischen Industrie
§ 13.12. Eigenschaften von Kreiselpumpen
§ 13.13. Bestimmung der Betriebsart der Pumpeinheit und deren Regelung
§ 13.14. Pumpenauswahl
§ 13.15. Pumpen arbeiten zusammen
§ 13.16. Axialpumpen
Kapitel 14. Kolbenpumpen
§ 14.1. Klassifizierung, Gerät, wichtigste technische Indikatoren
§ 14.2. Art und Zeitplan der Einreichung
§ 14.3. Druck im Pumpenzylinder. Sauglift. Lufthauben
§ 14.4. Indikatordiagramme
§ 14.5. Kraft und Effizienz Kolbenpumpen
§ 14.6. Kennzeichnung von Kolbenpumpen
§ 14.7. Kolbenpumpen der heimischen Industrie
§ 14.8. Eigenschaften von Kolbenpumpen
§ 14.9. Betriebsart der Pumpeinheit. Pumpen arbeiten zusammen
§ 14.10. Nockenkolbenpumpen (Kolbenpumpen).
§ 14.11. Membranpumpen
§ 14.12. Flügelzellenpumpen
Kapitel 15. Rotationspumpen
§ 15.1. Einstufung. Allgemeine Eigenschaften
§ 15.2. Zahnradpumpen
§ 15.3. Schraubenpumpen
§ 15.4. Flügelzellenpumpen
§ 15.5. Radial-Rotationskolbenpumpen
§ 15.6. Axial-Rotationskolbenpumpen
Kapitel 16. Wirbel-, Strahl- und Flüssigkeitsringpumpen. Hydraulikzylinder
§ 16.1. Wirbelpumpen
§ 16.2. Strahlpumpen
§ 16.3. Flüssigkeitsringpumpen
§ 16.4. Hydraulikzylinder
Abschnitt III. HYDRAULISCHE ANTRIEBE UND HYDRAULISCHE GETRIEBE
Kapitel 17. Volumetrische hydraulische Antriebe
§ 17.1. Allgemeine Konzepte und Definitionen
§ 17.2. Arbeitsflüssigkeiten volumetrischer hydraulischer Antriebe
Kapitel 18. Elemente eines volumetrischen hydraulischen Antriebs
§ 18.1. Volumetrische Hydraulikmotoren
§ 18.2. Hydraulische Ausrüstung
§ 18.3. Hydrospeicher und Hydrowandler
§ 18.4. Arbeitsflüssigkeitskonditionierer
§ 18.5. Hydraulikleitungen
§ 18.6. Symbole von Elementen eines volumetrischen hydraulischen Antriebs
Kapitel 19. Methoden zur Regelung eines volumetrischen hydraulischen Antriebs
§ 19.1. Hydraulischer Antrieb mit Drosselklappensteuerung
§ 19.2. Hydraulischer Antrieb mit Lautstärkeregelung
§ 19.3. Hydraulischer Antrieb des Followers
Kapitel 20. Hydrodynamische Getriebe
§ 20.1. Einführung
§ 20.2. Arbeitsablauf und Eigenschaften der Flüssigkeitskupplung
§ 20.3. Arbeitsablauf und Eigenschaften des Drehmomentwandlers
§ 20.4. Modellierung hydrodynamischer Getriebe und Neuberechnung ihrer Eigenschaften
§ 20.5. Zusammenarbeit von Strömungskupplungen mit Motoren und Energieverbrauchern. Haupttypen von Flüssigkeitskupplungen
§ 20.6. Zusammenarbeit von Drehmomentwandlern mit Motoren und Energieverbrauchern. Haupttypen von Drehmomentwandlern
Anwendungen
Literatur
Subject Index

Für Studierende der Ingenieurwissenschaften und technischen Fachrichtungen von Universitäten.

Das Lehrbuch ist entsprechend zusammengestellt Trainingsprogramme, einheitlich für verschiedene

Ingenieurwesen und technische Fachgebiete.

Herausgeber: Vyshcha shk. Hauptverlag 1989

Das Lehrbuch untersucht die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Flüssigkeiten, die Hydrostatik sowie die Grundlagen der Kinematik und Hydrodynamik von Flüssigkeiten. Die Grundlagen der Modellierung werden vermittelt. Dabei wird auf den hydraulischen Widerstand und den Flüssigkeitsfluss aus Löchern und durch kurze Rohre geachtet. Beschrieben werden die Druckbewegung von Flüssigkeiten in Rohrleitungen und die gleichmäßige Bewegung von Wasser in offenen Kanälen. Pipeline-Berechnungen werden angegeben. Am Ende jedes Abschnitts finden Sie Selbsttestfragen.

Das Lehrbuch wird durch Referenzdaten ergänzt, die für die Durchführung von Berechnungs- und Grafikarbeiten erforderlich sind.

Kapitel 1: Einführung in die Hydraulik

Das Thema Hydraulik und seine Aufgaben

Methodische Grundlagen der Hydraulik und ihre Verbindung mit anderen Disziplinen

Kurze historische Skizze der Entwicklung der Hydraulik

Kapitel 2. Physikalische und mechanische Eigenschaften von Flüssigkeiten

Flüssigkeiten und ihre Unterschiede zu Feststoffen und Gasen

Dichte und spezifisches Gewicht von Flüssigkeiten

Kompressibilität und Elastizität von Flüssigkeiten

Viskosität von Flüssigkeiten. Das Konzept der echten und idealen Flüssigkeit

Oberflächenspannung. Benetzbarkeit. Kapillarität

Auflösung von Gasen in Flüssigkeiten. Verdampfen und Sieden von Flüssigkeiten. Hohlraumbildung

Andere physikalische und mechanische Eigenschaften und Zustände von Flüssigkeiten

Besondere Eigenschaften von Wasser. Ungewöhnliche Flüssigkeiten

Kapitel 3. Hydrostatik

Hydrostatik und ihre Anwendungen. Kräfte, die auf eine ruhende Flüssigkeit wirken

Hydrostatischer Druck und seine Eigenschaften

Grundlegende Differentialgleichung für das Gleichgewicht eines flüssigen Körpers. Gleiche Druckflächen

Flüssigkeitsgleichgewicht unter dem Einfluss der Schwerkraft. Druck an einem Punkt einer ruhenden Flüssigkeit

Grundgleichung der Hydrostatik und ihre Interpretation

Möglichkeiten, Druck auszudrücken. Piezometrische Höhe. Möglicher Kopf

Die Kraft des hydrostatischen Drucks auf ebenen Flächen. Normalspannungsdiagramme

Druckzentrum und Bestimmung seines Standortes

Hydrostatische Druckkraft auf gekrümmte zylindrische Oberflächen

Die einfachsten hydraulischen Maschinen

Relatives Gleichgewicht von Flüssigkeiten

Gesetz des Archimedes. Schwebende Körper

Kapitel 4. Grundlagen der Kinematik und Fluiddynamik

Grundlegende Arten und Formen der flüssigen Bewegung

Methoden zur Untersuchung der Flüssigkeitsbewegung

Flüssigkeitsströmung und ihre Elemente

Differentialgleichungen der Bewegung einer nichtviskosen Flüssigkeit (Eulesche Gleichungen)

Flüssigkeitskontinuitätsgleichung

Merkmale einer möglichen Flüssigkeitsbewegung

Beispiele für planare potentielle Flüssigkeitsbewegungen

D. Bernoullis Gleichung für einen Elementarstrom stetiger Bewegung

Lemma zur Verteilung des hydrodynamischen Drucks bei sanft variierender Bewegung

Lemma über drei Integrale (nach N. N. Pavlovsky)

D. Bernoullis Gleichung für Flüssigkeitsströmungen

Beispiele für die praktische Anwendung der D. Bernoulli-Gleichung

Impulsgleichung für stationäre Strömung

Kapitel 5. Hydraulischer Widerstand

Eigenschaften des hydraulischen Widerstands

Zwei Arten flüssiger Bewegung

Verteilung der Tangentialspannungen bei gleichförmiger Bewegung

Bewegungsgleichungen einer viskosen Flüssigkeit (Navier-Stokes-Gleichungen)

Eigenschaften der laminaren Flüssigkeitsbewegung

Merkmale des turbulenten Regimes der Flüssigkeitsbewegung

Bestimmung des Druckverlustes über die Länge bei turbulenter Bewegung

Bestimmung lokaler Druckverluste während der Flüssigkeitsbewegung

Kapitel 6. Flüssigkeitsfluss aus Löchern, durch Düsen und Rohre

Klassifizierung von Löchern und Abflüssen

Fließen von Flüssigkeiten aus kleinen Löchern bei konstantem Druck

Klassifizierung von Rohren und Düsen. Flüssigkeitsaustritt durch Düsen und sehr kurze Rohre, wenn

Konstanter Druck

Flüssigkeitsfluss aus großen Löchern bei konstantem Flüssigkeitsstand im Tank

Experimentelle Bestimmung von Koeffizienten, die den Ausfluss aus Löchern und Düsen charakterisieren

Flüssigkeitsfluss unter variablem Druck

Kostenlose hydraulische Düsen

Kapitel 7. Gleichmäßige Wasserbewegung in offenen Kanälen

Arten von offenen Kanälen. Bedingungen für die Existenz gleichförmiger Bewegung

Grundgleichungen der gleichförmigen Bewegung

Bestimmung der Querschnund der Strömungsgeschwindigkeit bei gleichförmiger Bewegung

Zulässige nicht erosive und nicht verschlammende durchschnittliche Querschnittsgeschwindigkeiten

Bestimmung der Normalfließtiefe. Hydraulische Elemente der Strömungsstrecke

Auswahl der Entwurfsgeschwindigkeit. Hydraulisch günstigster Kanalabschnitt

Berechnung von Kanälen mit trapezförmigem Querschnitt

Berechnung geometrischer Elemente von Kanälen mit geschlossenem Querschnitt und frei fließender Bewegung

Arten von Problemen zur Berechnung offener Kanäle mit trapezförmigem Querschnitt und gleichmäßigem

Bewegung

Kapitel 8. Druckbewegung von Flüssigkeit in Rohrleitungen

Hydraulische Berechnung von Kurz- und Siphonleitungen

Hydraulische Berechnung einfacher langer Rohrleitungen

Hydraulische Berechnung komplexer langer Rohrleitungen

Grundlagen der Berechnung von Wasserverteilungsnetzen

Unruhige Bewegung von Wasser in Druckleitungen

Wasserschlag in Rohren

Hydraulikzylinder

Kapitel 9. Überläufe

Klassifizierung von Wehren

Dünnwandige Wehre

Praktische Überläufe

Überläufe mit breiter Schwelle

Kapitel 10: Grundlagen der hydraulischen Modellierung

Grundbegriffe zur Ähnlichkeit hydraulischer Prozesse

Hydrodynamische Ähnlichkeitskriterien und grundlegende Modellierungsregeln

Dimensionsanalysemethode (Pi-Theorem)

Simulation von Strömungen in Druckleitungen

Modellierung von Strömungen in offenen Kanälen und Wasserbauwerken

Fehler der Messwerte

Grundlagen der mathematischen Versuchsplanung

Das Buch behandelt Fragen der allgemeinen Hydraulik, hydraulischer Maschinen und hydraulischer Antriebe, die für Bildungszwecke und die praktische Anwendung notwendig sind; gegeben ist große Menge Berechnungsformeln, Tabellen, Grafiken und Nomogramme, die zur Lösung von Problemen und zur Durchführung rechnerischer und grafischer Arbeiten von Studierenden verwendet werden allgemeine Kurse B. Hydraulik, hydraulische Maschinen und hydraulische Antriebe, das Handbuch kann für Ingenieure und technische Arbeiter nützlich sein, die an hydraulischen Berechnungen beteiligt sind.

Hauptarten der Flüssigkeitsbewegung.
Flüssigkeitsbewegungen können gleichmäßig oder instabil sein. gleichmäßig und ungleichmäßig, Druck und Nicht-Druck, sanft wechselnd und abrupt wechselnd.

Bei stetiger Bewegung einer Flüssigkeit ändern sich ihre Eigenschaften (Geschwindigkeit, Druck usw.) an allen Punkten des betrachteten Raums im Laufe der Zeit nicht. Die Bewegung einer Flüssigkeit, bei der sich Geschwindigkeit und Druck der Flüssigkeit mit der Zeit ändern, wird als instationär bezeichnet.

Gleichmäßige Bewegung ist eine stetige Bewegung einer Flüssigkeit, in der sich die Geschwindigkeiten der Partikel an den entsprechenden Punkten des lebenden Querschnitts sowie die Durchschnittsgeschwindigkeiten entlang der Strömung nicht ändern. Bei ungleichmäßiger Bewegung ändern sich die Geschwindigkeit der Partikel an den entsprechenden Stellen lebender Abschnitte und die Durchschnittsgeschwindigkeiten entlang der Strömung.

Unter Druckbewegung versteht man die Bewegung einer Flüssigkeit in einem geschlossenen Kanal, in dem die Strömung keine freie Oberfläche hat und der Druck vom Atmosphärendruck abweicht. Unter freier Strömung versteht man die Bewegung einer Flüssigkeit, bei der die Strömung eine freie Oberfläche hat und der Druck atmosphärisch ist.

Eine sanft variierende Bewegung ist nahezu geradlinig und parallel zu einem Strahl, d. h. es handelt sich um eine Bewegung, bei der die Krümmung der Stromlinien und der Divergenzwinkel zwischen ihnen sehr klein sind und im Grenzfall gegen Null tendieren. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, ändert sich die Bewegung stark.

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Laden Sie das Buch Referenzhandbuch zu Hydraulik, hydraulischen Maschinen und hydraulischen Antrieben, Vilner Ya.M., Kovalev Ya.T., Nekrasov B.B., 1976 – fileskachat.com, schnell und kostenlos herunter.

• Physik, Neues vollständiges Nachschlagewerk zur Vorbereitung auf das Einheitliche Staatsexamen, Purysheva N.S., Ratbil E.E., 2017

Die folgenden Lehrbücher und Bücher.