ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исторические данные из "Гидравлика и аэродинамика " Техническая гидромеханика в своем историческом развитии прошла длинный путь. Некоторые принципы гидростатики (теория равновесия жидкостей) были установлены еще Архимедом в трактате О плавающих телах (250 лет до и.э,), а затем во.зрождены и развиты Стевииым (1548—1620 гг.), Галилеем (1564—1642 гг.) и Паскалем (1623—1662 гг.). [c.6] В середине XV в. Леонардо да Винчи (1452—1519 гг.) положил начало экспериментальной гидравлике, исследовав в лабораторных условиях некоторые вопросы движения воды в каналах, через отверстия и водосливы. Торичелли (1608—1647 гг.) предложил известную формулу для скорости жидкости, вытекающей из отверстия, а Ньютон (1642—1724 гг.) высказал основные положения о внутреннем трении в движущихся жидкостях. [c.6] Несколько позже работы Н. Е. Жуковского (1847—1921 гг.) и Прандтля (1875—1953 гг.) продвинули вперед изучение важнейших вопросов гидродинамики (и, в частности, турбулентных потоков), которое завершилось созданием так называемых иолуэмпирических теорий турбулентности, получивших широкое практическое применение. [c.7] Определение жидкости. Основные законы, используемые в технической гидромеханике, — те же, что и в механике твердых тел. Однако иримеиение этих законов к задачам гидромеханики отличается некоторыми особенностями вследствие различия свойств жидкостей и твердых тел. Поэтому изучение технической гидромеханики целесообразно начать с определения и оценки основных свойств жидкостей. [c.7] Жидкости (в широком смысле слова) отличаются от твердых тел легкой подвижностью частиц. В то время как для изменения формы твердого тела к нему нужно приложить конечные, иногда очень большие, силы, изменение формы жидкости может происходить под действием даже самых малых сил (жидкость течет под действием собственного веса). [c.7] Интересуясь, например, вопросом, как велики в данной точке давление внутри жидкости или скорость ее движения, практически важно знать давление и скорость в некотором весьма малом объеме, а не строго именно в данной геометрической точке. Этот объем действительно может быть очень малым. Так, известно, что в I 10 м во.чдуха находится 2,7-10 молекул. Даже в таком малом объеме, как кубик со стороной 0,001 мм, находится 2,7-10 молекул. Этот пример показывает, что замена реальной жидкости ее моделью в виде сплошной жидкой среды не приводит к погрешностям до тех пор, пока не рассматривается движение молекул. [c.8] Капельные жидкости обладают вполне определенным объемом, который практически не изменяется под действием сил. Газы же, занимая все предоставленное им пространство, могут значительно изменять объем, сжимаясь и расширяясь под действием сил. Таким образом, капельные жидкости легко изменяют форму (в отличие от твердых тел), но с трудом изменяют объем, а газы легко изменяют как объем, так и форму. [c.8] Основные свойства жидкостей, существенные при рассмотрении задач технической гидромеханики, — плотность и вязкость. В некоторых случаях (при образовании капель, течении тонких струн, образовании капиллярных волн и др.) имеет значение также поверхностное натяжение жидкостей. [c.8] Плотность и удельный вес жидкостей. Плотностью жидкости р называется ее масса М, заключенная в единице объема W-. [c.8] Плотность воды при температуре 4°С рв= 1000 кг/м . [c.9] Удельный вес воды при температуре 4°С ув=9810 Н/м (1000 кгс/мз). [c.9] Плотность, а следовательно, удельный и относительный удельный вес жидкостей и газов меняются с изменением давления и температуры (табл. 1 и 2). [c.9] Коэффициент объемного сжатия имеет размерность Па . Знак минус в формуле (8) обусловлен тем, что положительному приращению давления р соответствует отрицательное приращение (т. е. уменьщение) объема жидкости W. [c.10] Таким образом, при повышении давления на 9,8-10 Па объем воды уменьшается на /20 ооо часть первоначальной величины. Коэффициент объемного сжатия для других капельных жидкостей имеет примерно тот же порядок величин. Во многих случаях, встречающихся в практической деятельности инженера-сантехника, сжимаемостью воды можно пренебрегать, считая удельный вес и плотность ее не зависящими от давления. [c.11] Температурное расширение капельных жидкостей характеризуется коэффициентом температурного расширения Рг (табл. 4), выражающим относительное увеличение объема жидкости при увеличении температуры на 1 град, т. е. [c.11] Способность жидкостей менять плотность (и удельный вес) при изменении температуры широко используется для создания естественной циркуляции в котлах, отопительных системах, для удаления продуктов сгорания и т. д. [c.12] Связь плотности, кинематической и динамической вязкости воды с температурой показана в табл. 5. [c.12] В отличие от капельных жидкостей газы характери-.чуются значительной сжимаемостью и высокими значениями коэффициента температурного расширения. Зависимость плотности газов от давления и температуры устанавливается уравнением состояния. [c.12] Наиболее простыми свойствами обладает газ, разреженный настолько, что взаимодействие между его молекулами может не учитываться, так называемый совершенный (идеальный) газ. Для совершенных газов справедливо уравнение Клапейрона, позволяющее определять плотность газа при известных давлении и температуре, т. е. [c.13] Вернуться к основной статье