Основные положения гидростатики

Гидравлика (гидромеханика)- прикладная наука, изучающая законы поведения жидкости, находящиеся в покое или в движении и применение этих законов для решения задач.

Гидравлика состоит из : гидростатики и гидродинамики.

Гидростатика изучает жидкость, находящуюся в покое.

Гидродинамика изучает жидкость, находящуюся в движении.

Положение: давление в точки А полное гидростатическое.

P₀

h

P₀

;

z₀

z

0 0

Перегруппируем составляющие:

- гидростатический напор, постоянный в каждой точке.

- выражение гидростатического напора в точке А.

-геометрический напор (геометрическая высота)

- пьезометрический напор (пьезометрическая высота)

Сила, действующая на плоскую поверхность в жидкости равна произведению площади поверхности, на величину гидростатического давления в центре тяжести к поверхности.

P₀

F

h_A- глубина погружения центра тяжести фигуры.

Центр тяжести – геометрический центр.

Центр давление – центр равноденствия.

Давление в общем случае ниже центра тяжести.

Сила, действующая на криволинейную поверхность жидкости:

- составляющие силы давления по координатным осям.

площади проекций рассматриваемой поверхности на плоскости перпендикулярной соответствующим осям y и z.

глубины погружения центра тяжести соответствующей проекции.

вертикальная сила (сила, действующая в направлении z) равна весу жидкости находящейся между свободной поверхностью и поверхностью рассматриваемого тела. Подразумевается вес жидкости в объеме тела давления.

Эпюра гидростатического давления:

Основные понятия гидродинамики

Площадь живого сечения потока – это площадь сечения потока жидкости плоскостью перпендикулярной стенкам канала (перпендикулярной направлению потока).

F₁ F₂

Смоченный периметр – часть периметра живого сечения, соприкасающиеся со стенками канала.

F₁ F₂

Гидравлический радиус – это отношение площади к смоченному периметру.

Напорное течение жидкости – течение жидкости в закрытом канале, когда поток, не имеет свободной поверхности.

Безнапорное течение – это течение потока при наличии свободной поверхности. Давление на свободной поверхности равно давлению внешней среды.

Установившееся течение – это течение, при котором поле скоростей и давление во всех сечениях потока не изменяются во времени.

Неустановившееся течение - когда поле скоростей и давлений изменяются во времени.

Расход жидкости – это количество жидкости, проходящее через контрольное сечение потока за единицу времени.

массовый расход

объемный расход

Средняя скорость потока: