Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Строительная энциклопедия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Г

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 стр-ве 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 стр-ве гидротехнич. и др. сооружений применяются различные машины. Из гидравлич. 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 производств, процессами. Конструирование и правильная эксплуатация гидравлич. машин невозможны без понимания законов гидравлики.

Гидравлика подразделяется на гидростатику и гидродинамику, в к-рых рассматриваются равновесие и движение жидкостей.

Жидкость — физич. 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 к-рой иногда используется при решении гидравлич. 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 темп-ры, а также повышения или понижения давления. Напр., при темп-ре 20° С вода замерзает в случае увеличения давления приблизительно до 115 000 ат и закйпает при понижении давления до 0,024 ата. Давление, при к-ром закипает жидкость (если давление понижается) и прекращает кипеть (если давление повышается), наз. давлением насыщения паров (или упругостью паров).

Давления, близкие к давлению насыщения паров, нередко встречаются в насосах, турбинах, трубопроводах и др. сооружениях, поэтому при протекании через них возможно закипание жидкости. Это явление, наз. кавитацией, имеет большое нрак- тич. 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 к-рой 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 вакуум, 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 атм. 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 наз. такое движение, при к-ром 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. Напр., 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 даплениена 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, 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, отвечающйх потокам жидкостей, имеющих значит, вязкость, а также сопротивлениям трения в условиях неустановившегося движения, т. е. при яереходных режимах работы гидравлических машин.

 

Лит.: Агроскин И. И., Дмитриев Г. Т Пикалов Ф.И., «Гидравлика», М.—Л., 1954; Патрашев А. Н., Гидромеханика, М., 1953; Корнфельд М., Упругость и прочность жидкостей, М.—Л., 1951.

 

 

  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРАВЛИКЕ

Гидравлика — наука о законах движения и равновесия жидкостей и способах применения этих законов при решении задач инженерной практики. ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-63/3.htm

 

  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРАВЛИКЕ. Жидкости и их свойства

Для изучения курса гидравлики из физических свойств жидкостей наиболее важными являются плотность (весомость), сжимаемость, температурное расширение, ...
bibliotekar.ru/spravochnik-63/4.htm

 

  Водоснабжение

Проектирование и расчет водопроводных сетей и сооружений, базирующиеся на законах гидравлики, требуют глубокого знания этой дисциплины. ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-15/

 

  КАНАЛИЗАЦИЯ проектирование, устройство и эксплуатация систем ...

Так, при изучении движения сточных вод по трубопроводам необходимо знание законов гидравлики; применение биологических и химических методов очистки сточных ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-109-kanalizacia/

 

  БЫСТРОТОК. Быстротоки бывают бетонные, железобетонные, каменные и ...

Угинчус А. А., Каналы и сооружения на них, М., 1953; Справочник по гидротехнике, М., 1955; Чертоусов М. Д., Гидравлика. ...
bibliotekar.ru/spravochnik-181-enciklopedia-tehniki/108.htm

 

К содержанию книги:  ЭНЦИКЛОПЕДИЯ СТРОИТЕЛЯ

  

Последние добавления:

 

 Справочник мастера-строителя   Кузнечно-штамповочное оборудование   Прокатное производство

 

СПРАВОЧНИК МАСТЕРА-СТРОИТЕЛЯ    СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ. Строительные работы и технологии

 

Справочник строителя-отделочника   СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Технология строительного производства

 

СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ. Литература по строительству   Строительные технологии