Гидрогазодинамика. nchti_Рузанова_Гидрогазодинамика_уч_пособие (1). Гидрогазодинамика учебное пособие
 Скачать 1.56 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» М.А. Рузанова ГИДРОГАЗОДИНАМИКА УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Нижнекамск 2017 УДК 532 Р 82 Печатается по решению редакционно-издательского совета НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ». Рецензенты: Дмитриева О.С., кандидат технических наук; Кутузов А.Г., доктор технических наук. Рузанова, М.А. Р 82 Гидрогазодинамика : учебное пособие / М.А. Рузанова – Нижнекамск : НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ», 2017. – 86 с. Учебное пособие представляет собой лекции и задания по дисциплине «Гидрогазодинамика», составленные в соответствии с действующим Государственным образовательным стандартом Министерства образования Российской Федерации для направления 20.01.03 «Техносферная безопасность», а также содержит контрольные задания для заочников. Системное изложение материала, раскрывающее основные понятия и принципиальные научные положения курса, позволяет использовать пособие для подготовки к сдаче экзаменов и зачетов по дисциплине «Гидрогазодинамика» студентами вузов и колледжей, а также может использоваться для слушателей курсов переподготовки специалистов в системе послевузовского образования. Подготовлено на кафедре «Процессы и аппараты химических технологий» НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ». УДК 532 © Рузанова М.А., 2017 © НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ», 2017 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 5 1. Предмет гидрогазодинамики. Классификация химико-технологических процессов. 6 2. Основные физические свойства жидкостей 7 3. Приборы для измерения давления 10 4. Закон внутреннего трения Ньютона 15 5. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера 18 6. Основное уравнение гидростатики 20 7. Сила давления жидкости на плоскую стенку. Центр давления 23 8. Поток жидкости и его параметры 25 9. Виды и режимы течения жидкостей 27 10. Уравнение постоянства расхода жидкости 29 11. Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера) 30 12. Уравнение Бернулли 33 13. Пути исследования процессов химической технологии. Сущность теории подобия и моделирования процессов 36 14. Условия и теоремы подобия. Подобное преобразование дифференциальных уравнений 38 15. Принципы аналогии. Сущность математического моделирования 45 16. Основные принципы метода анализа размерностей 46 17. Тепловое подобное преобразование уравнений Навье-Стокса. Основные критерии гидродинамического подобия 48 18. Приближенное моделирование. Автомодельность 53 19. Сопротивление трения в гладких и шероховатых трубах 54 20. Местные сопротивления 57 21. Гидравлический расчет трубопроводов 58 23. Понятие о технико-экономическом расчете трубопроводов 60 24. Перемещение жидкости (насосы). Классификация и принцип действия насосов 62 25. Устройство и принцип действия поршневого насоса (ПН) 63 25. Основные рабочие параметры ПН 65 26. Устройство и принцип действия центробежного насоса (ЦБН) 67 27. Характеристики ЦБН 69 28. Работа ЦБН на сеть 72 29. Сравнительная характеристика ЦБН 73 30. Понятие о компрессорах 75 КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ «ГИДРОГАЗОДИНАМИКА» ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ 76 ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ И ЭКЗАМЕНУ 84 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 86 ВВЕДЕНИЕГидрогазодинамика представляет собой теоретическую дисциплину, изучающую вопросы, связанные с механическим движением жидкости в различных природных и техногенных условиях. Поскольку жидкость (и газ) рассматривается как непрерывное и неделимое физическое тело, то гидрогазодинамику часто рассматривают как один из разделов механики, так называемых сплошных сред, к каковым принято относить и особое физическое тело – жидкость. По этой причине гидрогазодинамику часто называют механикой жидкости или гидромеханикой. Предметом её исследований являются основные законы равновесия и движения жидкостей и газов. Как и в классической механике, в гидрогазодинамике можно выделить общепринятые составные части: гидростатику, изучающую законы равновесия жидкости; кинематику, описывающую основные элементы движущейся жидкости и гидродинамику, изучающую основные законы движения жидкости и раскрывающую причины её движения. Гидрогазодинамику можно назвать базовой теоретической дисциплиной для обширного круга прикладных наук, с помощью которых исследуются процессы, сопровождающие работу гидравлических машин, гидроприводов. С помощью основных уравнений гидрогазодинамики и разработанных ею методов исследования решаются важные практические задачи, связанные с транспортом жидкостей и газов по трубопроводам, а также с транспортом твёрдых тел по трубам и другим руслам. Гидрогазодинамика также решает важнейшие практические задачи, связанные с равновесием твёрдых тел в жидкостях и газах, т.е. изучает вопросы плавания тел. Широкое использование человеком в практической деятельности различных гидравлических машин и механизмов ставят гидрогазодинамику в число важнейших дисциплин, обеспечивающих научно-технический прогресс. Большой практический интерес к изучению механики жидкости вызван рядом объективных факторов. Во-первых, наличие в природе значительных запасов жидкости, которые легкодоступны человеку. Во-вторых, жидкие тела обладают рядом полезных свойств, делающих их удобными рабочими агентами в практической деятельности человека. Немаловажным следует считать и тот фактор, что большинство жизненно важных химических реакций обмена протекают в жидкой фазе (чаще всего в водных растворах). По этим причинам человек проявил особый интерес к жидкостям на самой ранней стадии своего развития. Вода и воздух (иначе жидкость и газ) были отнесены к числу основных стихий природы уже первобытным человеком. |