Основы гидравлики

Лекция 1.

Всем привет дамы и господа это моя первая лекция, которую я собрал здесь после всех изученных мною материалов по основам гидравлики на открытых источниках. Очень надеюсь на то, что всё написанное здесь мною будет максимально на лёгком и доступном языке.

Приступая к освоению какой либо науке как и на любой скучной лекции надо бы знать что же эта наука изучает как никак.

Верю в то, что вы искренне рады

Гидравлика - наука, изучающая законы движения и равновесия жидкости а так же способы применения их в решении инженерных задач.

В целом тут всё ясно и понятно, это что-то для решения чего-то работающее с чем-то, как и любая наука😅. В нашем случае - жидкость. А что такое жидкость?🤔

Жидкость - агрегатное состояние, совмещающее в себе свойства иных агрегатных состояний: твердого (обладает объёмом) и газообразного (изменчивость формы). Обладает свойством текучести из-за чего не имеет собственной формы а потому принимает форму сосуда.

Есть так же ряд свойств жидкостей к примеру:

1. плотность

2. удельный вес

3. вязкость

4. сжимаемость жидкостей

5. температурное расширение

и т.д.

Помимо этих свойств жидкости делятся на:

• капельные
• газообразные

Тут всё легко, намного чем кажется на первый взгляд.

Капельные жидкости - это жидкости, имеющие большой коэффициент сопротивления к сжатию. То есть, при сжатии/растяжении они незначительно изменяют свой объем а могут и вовсе не изменять (и такое бывает). При важных расчетах плотность (ρ) капельных жидкостей принимают не как постоянные значения а рассматривают более детально!

Газообразные жидкости - это жидкости, имеющие малый коэффициент сопротивления к сжатию. То есть, при сжатии/растяжении изменяют свой объем в десятки раз.

Что ж приступим к изучению свойствам жидкости. Сегодня мы рассмотрим плотность и удельный вес.

Плотность

Плотность — это физическая величина, которая показывает, какой массой обладает вещество, занимающее единицу объёма.

Самый банальный пример плотности исходя из этого утверждения - бутылка с водой.

И следовательно формула плотности:

плотность обозначается греческой буквой - ро (ρ).

m - масса вещества

V - объем в котором это вещество находится

Плотность зависит от температуры (t) и давления (P).

Снизу можно увидеть значения плотностей некоторых жидкостей.

Удельный вес

Удельный вес - параметр, характеризующий распределение силы тяжести по объему жидкости.

удельный вес обозначается греческой буквой - гамма (γ). эта формула для однородных жидкостей.

эта формула для бесконечно малого объёма жидкости dV с весом dG:

G - вес жидкости

V - объем

M - вес жидкости

добавлю как искать изменение/разность какого-либо параметра на примере изменения объема.

Так же можно рассматривать как сила тяжести притягивающая единицу жидкости в поле земляного тяготения.

Помимо удельного веса, так же есть и относительный удельный вес, который показывает удельный вес искомой жидкости к удельному весу пресной воды. Величина безразмерная.

γж - удельный вес жидкости

γводы - удельный вес пресной воды

Удельный вес и плотность имеют зависимость исходящую из 2 закона Ньютона.

m - масса жидкости

V - объем

g - ускорение свободного падения

Плотность жидкости зависит от температуры, и потому при изменении температуры изменяется и удельный вес. Данная зависимость характеризуется коэффициентом объемного расширения.

Коэффициент объемного расширения - физическая величина, характеризующая собой изменение объема жидкости при изменении температуры на 1 C°.

обозначается греческой буквой β (бета), поскольку это коэффициент - является безразмерной величиной.

Ниже привожу формулы поиска объема (V) и плотности (ρ) при заданных температурах с помощью коэффициента объемного расширения

объем (V)

плотность (ρ)

При нагревании жидкости из-за разницы коэффициентов объемных расширений жидкости и металла

Еж - объемный модуль упругости жидкости

βж - коэффициент объемного расширения жидкости

βм - коэффициент объемного расширения металла

Спасибо за прочтение данной лекции)😊

В следующей лекции мы рассмотрим вязкость и сжимаемость жидкостей😏