Полоцкий государственный университет

Полоцкий
государственный
университет

Механика жидкости и газа: Учеб.-метод. комплекс для студ. спец. 1-70 04 02 «Теплоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» / Сост. В.К. Липский, Д.П. Комаровский; Под общ. ред. В.К. Липского. – Новополоцк: УО «ПГУ», 2006. – 300 с.
Имеет модульную структуру и состоит из конспекта лекций, методических указаний к выполнению лабораторных работ, примеров и задач для самостоятельного решения, контрольных вопросов. Изложены основные вопросы курса «Механика жидкости и газа»: физические свойства жидкостей, гидростатика, общие законы и уравнения гидродинамики, гидравлические сопротивления и др.

Владимир
Константинович
ЛИПСКИЙ

Заведующий кафедрой трубопроводного транспорта и гидравлики, кандидат технических наук, доцент

В 1964г. окончил Калининградский технический институт по специальности "Технология машиностроения". В 1973г. защитил дисертацию. С 1974г. работает в Полоцком государственном университете. В настоящее время читает лекционные курсы "Гидромеханика и аэродинамика", "Трубопроводный транспорт нефти нефти". Имеет более 130 печатных трудов.

Дмитрий
Петрович
КОМАРОВСКИЙ

старший преподаватель кафедры трубопроводного транспорта и гидравлики

В 1998г. с отличием окончил Полоцкий государственный университет по специальности «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов». С 1998г. работает на кафедре преподавателем, с 2001г. читает лекционный курс «Механика жидкости и газа». Имеет более 20 печатных работ.

СОДЕРЖАНИЕ

МОДУЛЬ 0. Введение в курс «Механика жидкости и газа»
Краткий исторический обзор развития механики жидкости
Цель преподавания дисциплины
Задачи изучения дисциплины

МОДУЛЬ 1. Физические свойства жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Основные физические свойства жидкости
Лабораторная работа № 1. «Определение вязкости жидкости вискозиметром Энглера»
Задания для практических занятий
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 2. Напряженное состояние жидкости
Схема изучения материала
1. Классификация сил, действующих в жидкости
2. Свойства напряжений поверхностных сил, действующих в жидкости
3. Уравнения движения жидкости в напряжениях
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 3. Гидростатика жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости (уравнение Эйлера)
2. Поверхности равного давления
3. Основное уравнение гидростатики
4. Геометрическая интерпретация основного уравнения гидростатики
5. Закон Паскаля и его практическое приложение. Графическое изображение давления
6. Абсолютное и манометрическое давление. Вакуум. Приборы для измерения давления
7. Давление жидкости на плоские стенки
8. Давление жидкости на цилиндрические стенки
9. Закон Архимеда
Лабораторная работа № 2. «Приборы для измерения давлений. Измерение давления с помощью ртутного дифманометра»
Задания для практических занятий
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 4. Кинематика жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Два метода изучения движения жидкости
2. Виды движения жидкости
3. Линия тока и элементарная струйка
4. Гидравлические характеристики потока. Расход и средняя скорость
5. Уравнение неразрывности жидкости в дифференциальной форме
6. Уравнение неразрывности для элементарной струйки и потока жидкости при установившемся движении
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 5. Динамика жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой жидкости
2. Энергетическая интерпретация уравнения Бернулли для установившегося движения. Три формы записи уравнения Бернулли
3. Уравнение Бернулли для элементарной струйки вязкой жидкости
4. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости при плавно изменяющемся движении
5. Условия применения уравнения Бернулли
Лабораторная работа № 3. «Построение диаграммы уравнения Бернулли»
Задания для практических занятий
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 6. Режимы движения вязкой жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса и его критическое значение
2. Турбулентные потоки. Осредненные скорости и напряжения. Пульсационные составляющие
3. Двухслойная модель турбулентного потока
4. Полуэмпирическая теория турбулентности Л. Прандля
Лабораторная работа № 4. «Исследование режимов движения жидкости в круглой трубе»
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 7. Потери напора при равномерном движении жидкости в круглой трубе
Схема изучения материала
1. Классификация потерь напора
2. Касательные напряжения и их распределение при равномерном движении
3. Потери напора при равномерном движении жидкости
Лабораторная работа № 5. «Определение коэффициента гидравлического трения при движении жидкости в круглой трубе»
Задания для практических занятий
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 8. Потери напора при неравномерном движении жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Потери напора на начальных участках трубопроводов
2. Потери напора в местных сопротивлениях
3. Потери напора при внезапном расширении. Формула Борда
4. Выход из трубы. Диффузор. Внезапное сужение. Вход в трубу. Конфузоры. Поворот
5. Эквивалентная длина. Взаимное влияние местных сопротивлений
6. Зависимость коэффициентов местных сопротивлений от числа Рейнольдса
Лабораторная работа № 6. «Измерение потерь напора в местных сопротивлениях»
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 9. Гидравлические расчеты трубопроводов при напорном движении жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Расчет простого трубопровода постоянного диаметра
2. Три типа задач расчета трубопровода
3. Последовательное и параллельное соединение труб
4. Расчет трубопровода с непрерывным изменением расхода по длине
5. Сифонный трубопровод
6. Гидравлический расчет разветвленного трубопровода
7. Гидравлический удар как неустановившееся движение упругой жидкости в упругих трубопроводах
Задания для практических занятий
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 10. Истечение жидкости из отверстий и насадков
Введение
Схема изучения материала
Истечение жидкости при постоянном напоре
1. Истечение через малое незатопленное отверстие с острой кромкой
2. Коэффициенты сжатия, скорости и расхода при истечении через незатопленное малое отверстие
3. Истечение через малое затопленное отверстие с острой кромкой
4. Истечение через насадки
5. Вакуум во внешнем цилиндрическом насадке
6. Истечение через внешний затопленный цилиндрический насадок
7. Истечение через нецилиндрические насадки
8. Сравнение гидравлических характеристик отверстий и насадков
Истечение жидкости при переменном напоре
9. Общая характеристика явления
10. Истечение при переменном напоре и постоянном притоке
Лабораторная работа № 7. «Истечение жидкости через малые отверстия при постоянном напоре»
Лабораторная работа № 8. «Истечение жидкости через насадки при постоянном напоре»
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 11. Гидравлические струи
Введение
Схема изучения материала
1. Затопленные струи
2. Незатопленные струи
Контрольные вопросы
Литература

МОДУЛЬ 12. Сужающие устройства для измерения расхода жидкости
Схема изучения материала
1. Объемные расходомеры
2. Расходомеры переменного перепада давления
3. Конструктивные особенности сужающих устройств
4. Расходомеры постоянного перепада давления
Контрольные вопросы

МОДУЛЬ 13. Относительное движение тела и жидкости
Введение
Схема изучения материала
1. Обтекание потоком жидкости пластинки
2. Сопротивление давления
3. Давление ветра на здания и сооружения
4. Сопротивление трения. Пограничный слой
Контрольные вопросы
Литература

ГЛОССАРИЙ

ПРИЛОЖЕНИЯ