Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Гідравліка



План:


Введення

Гідравліка ( др.-греч. ὑδραυλικός - Водяний, від ὕδωρ - Вода + αὐλός - "Трубка") - наука про закони руху (див. гідродинаміка крапельних рідин і газів) і рівновазі рідин (див. гідростатика) і способах застосування цих законів до вирішення задач інженерної практики.

На відміну від гідромеханіки, гідравліка характеризується особливим підходом до вивчення явищ течії рідин; вона встановлює наближені залежності, обмежуючись в багатьох випадках розглядом однорозмірних руху, широко використовуючи при цьому експеримент, як в лабораторних, так і в натурних умовах.

Поряд з цим намічається все більше зближення між гідромеханікою і гідравлікою: з одного боку, гідромеханіка все частіше звертається до експерименту, з іншого - методи гідравлічного аналізу стають більш строгими. [1]


1. Історія

Деякі принципи гідростатики були встановлені ще Архімедом, виникнення гідродинаміки також відноситься до античного періоду, проте формування гідравліки як науки починається з середини XV століття, коли Леонардо да Вінчі лабораторними дослідами поклав початок експериментальному методу в гідравліці. В XVI-XVII століттях С. Стевін, Г. Галілей і Б. Паскаль розробили основи гідростатики як науки, а Е. Торрічеллі дав відому формулу для швидкості рідини, яка витікає з отвору.

В подальшому І. Ньютон висловив основні положення про внутрішній терті в рідинах. У XVIII столітті Д. Бернуллі і Л. Ейлер розробили загальні рівняння руху ідеальної рідини, що послужили основою для подальшого розвитку гідромеханіки і гідравліки.

Однак застосування цих рівнянь (так само як і запропонованих дещо пізніше рівнянь руху в'язкої рідини) для вирішення практичних завдань призвело до задовільним результатам лише в небагатьох випадках, у зв'язку з цим з кінця XVIII століття багато вчених і інженери (А. Шезі, А. Дарсі , А. Базен, Ю. Вейсбах тощо) досвідченим шляхом вивчали рух води в різних окремих випадках, в результаті чого наука збагатилася значним числом емпіричних формул. Практична гідравліка все більше віддалялася від теоретичної гідродинаміки. Зближення між ними намітилося лише до кінця XIX століття в результаті формування нових поглядів на рух рідини, заснованих на дослідженні структури потоку.

Особливо заслуговують згадки роботи О. Рейнольдса, що дозволили глибше проникнути у складний процес течії реальної рідини і в фізичну природу гідравлічних опорів і поклали початок вченню про турбулентному русі. Згодом це вчення, завдяки дослідженням Л. Прандтля і Т. Кармана, завершилося створенням напівемпіричних теорій турбулентності, які отримали широке практичне застосування.

До цього ж періоду відносяться дослідження Н. Е. Жуковського, з яких для гідравліки найбільше значення мали роботи про гідравлічному ударі і про рух грунтових вод.

У XX столітті швидке зростання гідротехніки, теплоенергетики, гідромашинобудування, а також авіаційної техніки привів до інтенсивного розвитку гідравліки, яке характеризується синтезом теоретичних та експериментальних методів. Великий вклад у розвиток науки зробили радянські вчені - Н. Н. Павловський, Л. С. Лейбензон, М. А. Великанова та ін

Практичне значення гідравліки зросла в зв'язку з потребами сучасної техніки у вирішенні питань транспортування рідин і газів різного призначення і використання їх для різноманітних цілей. Якщо раніше в гідравліці вивчалася лише одна рідина - вода, то в сучасних умовах все більша увага приділяється вивченню закономірностей руху в'язких рідин (нафти та її продуктів), газів, неоднорідних і т. н. неньютонівських рідин. Змінюються і методи дослідження і рішення гідравлічних задач. Порівняно недавно в гідравліці основне місце відводилося чисто емпіричним залежностям, справедливим тільки для води і часто лише у вузьких межах зміни швидкостей, температур, геометричних параметрів потоку; тепер все більшого значення набувають закономірності загального порядку, дійсні для всіх рідин, що відповідають вимогам теорії подібності і пр . При цьому окремі випадки можуть розглядатися як наслідок узагальнених закономірностей. Поступово гідравліка перетворюється в один з прикладних розділів загальної науки про рух рідин - механіки рідини.


2. Предмет вивчення

Гідравліка, як прикладна наука, застосовується для вирішення різних інженерних задач в області:


3. Основні напрямки

Гідравліка зазвичай підрозділяється на дві частини:

  • теоретичні основи гідравліки, де викладаються найважливіші положення вчення про рівновагу та рух рідин,
  • практична гідравліка, яка застосовує ці положення до вирішення приватних питань інженерної практики.

Основні розділи практичної гідравліки:

  • гідравліка трубопроводів - протягом по трубах;
  • гідравліка відкритих русел (динаміка руслових потоків) - течія в каналах і річках;
  • витікання рідини з отвору і через водозливи;
  • гідравлічна теорія фільтрації дає методи розрахунку дебіту і швидкості течії води в різних умовах безнапірного та напірного потоків ( фільтрація води через греблі, фільтрація нафти, газу і води в пластових умовах, фільтрація з каналів, приплив до грунтових криниць тощо);
  • гідравліка споруд - взаємодія потоку і твердого перегородження.

У всіх зазначених розділах рух рідини розглядається як усталене, так і нестале (нестаціонарне).

Основні розділи теоретичної гідравліки:


4. Прикладне значення

Гідравліка широко використовує теоретичні положення механіки і дані експериментів. В минулому гідравліка носила чисто експериментальний і прикладний характер, останнім часом її теоретичні основи отримали значний розвиток, це сприяло зближенню її з гідромеханікою. Гідравліка вирішує численні інженерні задачі, розглядає багато питань гідрології, зокрема, закони руху річкових потоків, переміщення ними наносів, льоду і шуги, процеси формування русла і т. д. Цей комплекс питань об'єднується річковий гідравлікою (динамікою руслових потоків), яку можна розглядати як самостійний розділ гідравліки.

По відношенню до гідромеханіці гідравліка виступає як інженерна напрям, яка отримує рішення багатьох задач про рух рідини на основі поєднання емпіричних залежностей, встановлених досвідченим шляхом, з теоретичними висновками гідромеханіки.

У гідравліці розглядаються також рух наносів у відкритих потоках і пульпи в трубах, методи гідравлічних вимірювань, моделювання гідравлічних явищ і деякі інші питання. Істотно важливі для розрахунку гідротехнічних споруд питання гідравліки - нерівномірне і нестале рух у відкритих руслах і трубах, протягом зі змінною витратою, фільтрація та ін - іноді об'єднують під загальною назвою "інженерна гідравліка", або "гідравліка споруд".

Таким чином, коло питань, охоплених гідравлікою, досить великий, і її закони в тій чи іншій мірі знаходять застосування практично у всіх областях інженерної діяльності, особливо в гідротехніки, меліорації, водопостачанні, каналізації, теплогазопостачання, гідромеханізації, гідроенергетиці, водному транспорті та ін


5. Відомі вчені-гідравліки і гідротехніки

Дослідження в області гідравліки координуються Міжнародною асоціацією гідравлічних досліджень (БАГІ). Її орган - "Journal of the International Association for Hydraulic Research" (Delft, з 1937).

Розвиток гідравліки пов'язане з іменами вчених:


Примітки

  1. Стаття про гідравліці в БСЕ - slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00018/16900.htm? text = гідравліка

Література

  • Альтшуля А. Д., Кисельов П. Г. Гідравліка та аеродинаміка. - М., 1965.
  • Богомолов А. І., Михайлов К. А. Гідравліка. - М.: Стройиздат, 1972.
  • Богомолов А. І., Михайлов К. А. Гідравліка. - М., 1965.
  • Ідельчік І. Е. Довідник з гідравлічних опорам. - М. - Л., 1960.
  • Кисельов П, Г. Довідник з гідравлічним розрахунками. 3-е изд. - М. - Л., 1961.
  • Чугаєв Р. Р. Гідравліка. - М. - Л., 1970.
  • Чугаєв Р. С. Гідравліка. - М.: Госенергоіздат, 1970.

8.1. Періодичні видання в області гідравліки

  • Журнал "Гідротехнічне будівництво" (з 1930);
  • Журнал "Гідротехніка і меліорація" (з 1949);
  • Журнал "Известия Всесоюзного науково-дослідного інституту гідротехніки ім. Б. Є. Веденєєва" (з 1931);
  • "Праці координаційних нарад з гідротехніки" (з 1961),
  • Збірники "Гідравліка та гідротехніка" (з 1961);
  • "Houille Blanche" (Grenoble, з 1946);
  • "Journal of the Hydraulics Division. American Society of Civil Engineers" (NY, з 1956);
  • "L'energia elettrica" ​​(Mil., з 1924).

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru