Термины в архитектуре и строительстве  >>  Термины на Г, 2 часть - ГЕЛ - ГЛХ  >>  ГИДРАВЛИКА (техническая механика жидкости)

 
ГИДРАВЛИКА (техническая механика жидкости) — наука о равновесии и движении жидкостей и о взаимодействии между жидкостями и твердыми телами. Гидравлика является разделом механики, наряду с такими научными дисциплинами, как теоретическая механика, сопротивление материалов и теория упругости, газодинамика. Законы гидравлики наиболее широко применяются при проектировании и строительстве гидротехнических сооружений: плотин, гидроэлектростанций, судоходных шлюзов, каналов, осушительных и оросительных систем, водозаборных сооружений, портов, набережных, сооружений для водоснабжения и канализации и др. По формулам гидравлики рассчитываются силы давления покоящейся и движущейся воды на сооружения и их элементы; размеры отверстий сооружений, обеспечивающие пропуск заданных количеств воды; скорости течения воды, обусловливающие выбор средств защиты сооружений от вредного воздействия потока, и т. д.

 

При строительстве гидротехнических и других сооружений применяются различные машины. Из гидравлических машин широко распространены насосы и гидропередачи. Насосы применяются для откачки воды из котлованов, для создания потоков, размывающих, перемещающих и намывающих грунты, для транспортирования бетонов и растворов и во многих других случаях. Гидропередачи широко используются в таких машинах, как подъемные краны, экскаваторы, автомобили; в строительной промышленности гидропередачи применяются в системах автоматики и дистанционного управления производственными процессами. Конструирование и правильная эксплуатация гидравлических машин невозможны без понимания законов гидравлики.

 

Гидравлика подразделяется на гидростатику и гидродинамику, в которых рассматриваются равновесие и движение жидкостей. Жидкость — физическое тело, сохраняющее объем, но не способное самостоятельно сохранять форму. Оба эти свойства не являются абсолютными: всякая действительная жидкость (в отличие от воображаемой «идеальной», представление о которой иногда используется при решении гидравлических задач) в той или иной мере сжимается, т. е. обладает упругостью, и оказывает большее или меньшее сопротивление изменению формы, сдвигу одной части относительно другой, т. е. обладает вязкостью.

 

Жидкость может быть переведена в твердое или газообразное состояние путем понижения или повышения температуры, а также повышения или понижения давления. Например, при температуре 20° С вода замерзает в случае увеличения давления приблизительно до 115 000 ат и закипает при понижении давления до 0,024 ат. Давление, при котором закипает жидкость (если давление понижается) и прекращает кипеть (если давление повышается), называется давлением насыщения паров (или упругостью паров).
Давления, близкие к давлению насыщения паров, нередко встречаются в насосах, турбинах, трубопроводах и других сооружениях, поэтому при протекании через них возможно закипание жидкости. Это явление, называется кавитацией, имеет большое практическое значение.

 

Силы, действующие на жидкость, принято делить на объемные — силы тяжести, инерции (величина их пропорциональна объему жидкости), и поверхностные — силы давления, трения (они пропорциональны площади той поверхности, по которой действует сила).
Сила давления, нормальная к площадке действия F, для плоской площадки и при равномерном распределении давления P=pF, где р — давление или напряжение сжатия в жидкости. Различают давления: абсолютное, представляющее собой превышение давления над давлением в пустоте; избыточное — превышение давления над атмосферным и вакуумным, или разрежение,— недостаток давления до атмосферного, т. е. отрицательное избыточное давление. В гидравлических расчетах обычно применяется избыточное давление (или вакуум), а не абсолютное, т. к. рассчитываемые сооружения, машины, приборы почти всегда окружены атмосферным воздухом и именно избыточное давление определяет толщину стенок сосудов, скорость вытекания жидкости из резервуаров и т. д.

 

Гидростатика — раздел гидравлики, в котором изучаются условия равновесия.
Сила давления на твердое тело, полностью или частично погруженное в покоящуюся жидкость, равна весу вытесненной телом жидкости, направлена вертикально вверх и приложена в центр тяжести вытесненного объема жидкости (закон Архимеда).
Гидродинамика — раздел гидравлики посвященный изучению движения жидкости: способов расчета размеров сечения и пропускной способности труб, каналов; давления потока на ограничивающие его стенки; времени, потребного для перетекания данного объема жидкости, и т. д.

 

Поток может быть равномерным или неравномерным, установившимся или неустановившимся. Равномерным называется такое движение, при котором скорость сохраняет постоянную величину на всей длине потока; по длине неравномерного потока величина скорости изменяется.

 

При установившемся движении во всех точках пространства, занятого потоком, величины и направления скоростей не изменяются с течением времени; при неустановившемся движении скорость изменяется во времени. Например, если резервуар опорожняется вследствие вытекания жидкости из него по трубопроводу постоянного диаметра, то течение в трубопроводе равномерное неустановившееся. При неустановившемся движении возникает локальное ускорение вследствие изменения скорости прохождения частиц жидкости через данную точку пространства (или сечение) с течением времени. При неравномерном движении создается конвективное ускорение — вследствие изменения скоростей перемещения частиц вдоль линии тока в данный момент времени. Каждое из этих ускорений возбуждает соответственную силу инерции.

 

Поток может быть напорным или открытым. В напорном потоке (полностью заполняющем сечение) давление изменяется вдоль потока, а скорость задается расходом и площадью сечения трубы. В открытом потоке давление на свободной поверхности жидкости всюду одинаково (атмосферное), а скорость взаимосвязана с глубиной.

 

По внутренней структуре потоки делятся на ламинарные и турбулентные. При ламинарном движении поток состоит из несмешивающихся взаимно-параллельных слоев, а при турбулентном — из вращающихся объемов (клубов), имеющих различные размеры и скорости вращения. Критерием существования той или другой формы течения является число Рейнольдса
В области гидравлики ведутся исследовательские работы с целью изучения турбулентности, в частности таких ее следствий, как пульсация давления и вибрация сооружений облегченного типа из сборного железобетона; размывающая и транспортирующая способность турбулентного потока; аэрация потоков, имеющих большую скорость и повышенную турбулентность; гашение энергии потока повышением его турбулизации. В связи с распространением различного рода гидропередач повысился интерес к местным сопротивлениям трения в области малых чисел Рейнольдса, отвечающих потокам жидкостей, имеющих значительную вязкость, а также сопротивлениям трения в условиях неустановившегося движения, т. е. при переходных режимах работы гидравлических машин.
 

 

Ваше имя:

Комментарий:

Введите код на картинке ( регистр важен)

Статьи о современной недвижимости (ключая земельные участки) >>

 

Недвижимость, дизайн квартир и прочее — подфорумы >>

Ипотека, юридические вопросы по приобретению недвижимости >>

Недвижимость - серии домов, типовые планировки и перепланировки квартир >>

 

Дома, характеристики планировки квартир, объявления о продаже недвижимости >>