УМК Механика жидкости и газа

Механика жидкости и газа: Учеб.-метод. комплекс для спец. 1-70 04 03 «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов» / Сост. и общ. ред. Д.П. Комаровский, В.К. Липский; под общ. ред. Липского. – Новополоцк: ПГУ, 2008. - 356 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.

Липский Владимир Константинович

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 диссертацию. С 1974г. работает в Полоцком государственном университете. В настоящее время читает лекционные курсы «Гидромеханика и аэродинамика», «Трубопроводный транспорт нефти». Имеет более 140 печатных трудов.

Комаровский Дмитрий Петрович

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
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
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
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 применение. 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
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
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
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. Природа потерь при турбулентном движении
Лабораторная работа № 4. «Исследование режимов движения жидкости в круглой трубе»
Контрольные вопросы

МОДУЛЬ 7. Потери напора при равномерном движении жидкости в круглой трубе
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
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
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
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. Сужающие устройства для измерения расхода жидкости
1. Объемные расходомеры
2. Расходомеры переменного перепада давления
3. Конструктивные особенности сужающих устройств
4. Расходомеры постоянного перепада давления
Контрольные вопросы

МОДУЛЬ 12. Установившееся движение жидкости в открытых руслах
Введение
1. Дифференциальное уравнение установившегося плавно изменяющегося движения жидкости
2. Основные виды установившегося движения жидкости в призматическом открытом русле
3. Удельная энергия потока и удельная энергия сечения
4. Спокойные и бурные потоки. Критическая глубина
5. Критический уклон
Контрольные вопросы

МОДУЛЬ 13. Равномерное движение жидкости в открытых руслах (каналах)
Введение
1. Гидравлически наивыгоднейший профиль
2. Допускаемые скорости движения воды в каналах
3. Основные типы задач при расчете каналов
4. Основы гидравлического расчета каналов в безразмерных величинах
5. Характеристики живых сечений с различной формой взаимосвязи элементов живого сечения
6. Рекомендации по выполнению расчетов каналов при равномерном движении
7. Расчет каналов замкнутого сечения
Контрольные вопросы

МОДУЛЬ 14. Установившееся неравномерное плавно изменяющееся движение жидкости в открытых призматических и непризматических руслах
1. Формы свободной поверхности потока в открытых призматических руслах с прямым уклоном дна
2. Формы свободной поверхности потока в открытых призматических руслах с нулевым и обратным уклоном дна
Контрольные вопросы

МОДУЛЬ 15. Основы движения грунтовых вод
Введение
1. Фильтрационные свойства грунтов
2. Скорость фильтрации. Линейный закон фильтрации
3. Коэффициент фильтрации
4. Особенности плавно и резко изменяющегося движения грунтовых вод
5. Дифференциальное уравнение установившегося неравномерного плавно изменяющегося движения грунтовых вод при линейном законе фильтрации
6. Расчет кривых подпора и спада при ламинарной фильтрации
7. Приток к вертикальным скважинам (колодцам)
8. Приток к горизонтальным водоприемным устройствам
Контрольные вопросы

Глоссарий
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3