ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткая история развития гидравлики из "Гидравлика Издание 2 " Много тысяч лет назад в Средней Азии, Китае, Египте, Ассирии, Вавилоне, Риме и Греции были построены довольно крупные гидротехнические сооружения. Тогда же были созданы корабли, условия плавания которых, их остойчивость и форма определялись, видимо, на основе опыта. Остатки таких крупных мостов, как римский свайный мост через р. Тибр (VII в. до н. э.) и наплавной мост Дария через р. Дунай, свидетельствуют о том, что строители древнего мира наблюдали за ре жимом рек и владели методами определения размеров отверстий мостов. [c.5] С развитием производительных сил воду стали широко использовать для искусственного орошения полей, водоснабжения, в качестве источника энергии и для многих других целей. Это привело к строительству каналов, водопроводов и водяных двигателей. [c.5] Хронологически за работами античных ученых следуют работы Леонардо да Винчи (1452—1519 гг.), но его труды, к сожалению, были опубликованы лишь в XIX—XX вв. Леонардо да Винчи занимался, в частности, разработкой теории плавания и истечения жидкостей из отверстий, а также изучением механизма движения воды в реках и каналах. Дальнейшие работы в области гидравлики связаны с именами Г. Галилея, Б. Паскаля, И. Ньютона и др. X. Гюйгенс (1629—1695 гг.) и И. Ньютон (1642—1727 гг.) первыми установили на основе опытов, что сопротивление в жидкостях в ряде случаев пропорционально квадрату скорости их движения. Гипотеза Ньютона о пропорциональности напряжения трения в вязких жидкостях градиенту скорости по нормали и свойствам жидкости — ее вязкости стала законом современной гидравлики, широко используемым во многих уравнениях движения жидкостей. [c.6] Развитию гидравлики в последующие годы чрезвычайно благоприятствовали социально-экономические факторы, связанные с разложением феодального строя и развитием промышленного производства. [c.6] Организованное в 1767 г. Главное управление водяных коммуникаций развернуло широкую деятельность по строительству ряда новых каналов. Был построен канал, соединяющий Северную Двину с Камой (1786—1822 гг.), было начато строительство Березинской водной системы, соединившей Днепр с Западной Двиной (1797 г.), и т. д. [c.6] В различных городах России были сооружены большие по тому времени плотины в целях устройства водяных колес для механизации трудоемких процессов на заводах. Один из крупнейших строителей и механиков XVIII в. К. Д. Фролов построил в 1780 г. на Урале Змеиногорскую плотину высотой 18 м, профиль и конструкция которой свидетельствуют о его практических знаниях в области гидравлики. [c.6] ИЛИ по желобам, а также силы, с какою они (воды) ударяют, стремясь с данной скоростью с приложением правил вычисления трений, производимых в махинах . [c.7] Крупные открытия Галилея, Гюйгенса и Ньютона, выдающиеся исследования членов Российской академии наук Даниила Бернулли (1700—1782 гг.), Михаила Васильевича Ломоносова (1711—1765 гг.) и Леонарда Эйлера (1707—1783 гг.) позволили создать теоретические основы гидравлики и выделить ее, таким образом, в отдельную отрасль науки. [c.7] Бернулли, работая над проблемами математики и механики, посвятил ряд мемуаров вопросам движения и сопротивления жидкости. В 1738 г. им опубликован капитальный труд по гидродинамике, в предисловии к которому автор указал, что его труд полностью принадлежит России и прежде всего ее Академии наук. В этой работе Бернулли дал метод изучения законов движения жидкости, ввел понятие гидродинамика и предложил известную теорему о запасе энергии движущейся частицы жидкости. Эта теорема носит теперь имя Д. Бернулли и лежит в основе ряда разделов гидравлики. [c.7] Эйлер первый дал ясное определение понятия движения жидкости и, пользуясь им, в 1755 г, вывел основные дифференциальные уравнения движения некоторой воображаемой жидкости, лишенной трения, так называемой идеальной жидкости. Эти уравнения впоследствии были названы его именем. Эйлер раскрыл природу взаимодействия твердого тела с натекающей на него жидкостью — изменяя направление движения, жидкость обтекает твердое тело вдоль его поверхности, оказывая давление лишь в точках соприкосновения с этим телом. На основе исследований Л. Эйлера возникла родственная гидравлике наука — гидромеханика (механика жидкостей), изучающая законы движения жидкостей методами математического анализа. Этими методами можно получать решения, допустив, что жидкость лишена вязкости. [c.7] Большим событием в истории развития гидравлики в России явилось издание книги Основания практической гидравлики... (1836 г.) П. П. Мельникова — одного из строителей первой в России железной дороги С.-Петербург — Царское Село (была открыта для движения в 1837 г.). В этой книге впервые были систематизированы все достижения по гидравлике. Долгое время этот труд служил настольной книгой для русских гидротехников. [c.7] Использование экспериментальных исследований в гидравлике обусловило некоторый разрыв ее с гидромеханикой. Однако в конце XIX в. наметилось стремление сблизить и объединить оба эти направления в изучении законов движения жидкостей, особенно усилившееся после разработки теории размерности и подобия. Одновременно более глубоко стали изучать механизм (режим) движения жидкостей. Б связи с этим нельзя не отметить работы Д. И. Менделеева, О. Рейнольдса и Н. П. Петрова. Д. И. Менделеев первый указал на существование в природе двух режимов движения жидкости, характеризующихся различными законами сопротивления. Весьма полное освещение этих двух режимов ламинарного (слоистого или параллельноструйного) и турбулентного (беспорядочного) было дано О. Рейнольдсом, разработавшим теорию подобия применительно к изучению режимов движения жидкости. О. Рейнольдс установил критерий, названный его именем — число Рейнольдса, определяющий изменение режима движения жидкости при возрастании или убывании скорости. [c.8] Важную роль в изучении турбулентного режима движения жидкости сыграл предложенный А. А. Фридманом и М. А. Великановым в СССР и Д. Тейлором за рубежом статистический метод. Используя этот метод, крупнейшие советские ученые (А. Н. Колмогоров, Л. Г. Лой-цянский, М. Д. Миллионщиков, А. С. Монин, А. М. Яглом и др.) добились больших успехов в развитии теорий турбулентного режима движения жидкости. [c.9] Полуэмпирические теории турбулентности Л. Прандтля и Т. Кармана позволили разработать практические методы решения задач гидравлики турбулентных потоков. [c.9] Позднее Л. Гаррис разработал теорию турбулентного режима движения несжимаемой электропроводящей жидкости в длинном прямоугольном канале, проходящем в поперечном электромагнитном поле, направленном по нормали к большей стороне поперечного сечения потока. [c.10] Вернуться к основной статье