Федеральное агентство по образованию РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
В.И.Сологаев
ЗАДАЧИ ПО ГИДРАВЛИКЕ
(МЕХАНИКЕ ЖИДКОСТИ И ГАЗА)
Омск 2010
ББК 24.62 С 60
УДК 532+533
Рецензенты:
д-р геогр. наук, профессор И.В. Карнацевич (Омский государственный аграрный университет), канд техн. наук, доцент Б.А. Калашников (Омский государственный технический университет)
Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия для студентов строительных специальностей.
УДК 532+533
Сологаев Валерий Иванович
Задачи по гидравлике (механике жидкости и газа): Учебное пособие / СибАДИ. —Омск, 2010. — 24 с. — Электронное стереотипное издание. ISBN 5-230-15350-4
Учебное пособие является вспомогательным материалом при изучении основ гидравлики и аэродинамики (механики жидкости и газа). Оно содержит задачи, наиболее характерные для строительной практики. Кроме текста задач приводятся необходимые формулы и закономерности в виде краткого предисловия к каждой теме. Имеются необходимые справочные данные, алфа- витно-предметный указатель и пример решения задачи.
Табл. 2. Библиогр. 6 назв.
ISBN 5-230-15350-4 |
Сологаев В.И., 2010 |
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение ................................................................................................................ |
5 |
Что такое механика жидкости и газа ........................................................ |
5 |
Как пользоваться учебным пособием ...................................................... |
5 |
Как решать и оформлять задачи .............................................................. |
5 |
Гидравлика (механика жидкости) ..................................................................... |
6 |
Физические свойства жидкости ................................................................. |
6 |
Теория и формулы ..................................................................................... |
6 |
Задачи по физическим свойствам жидкости ........................................... |
7 |
Гидростатика ................................................................................................... |
8 |
Теория и формулы ..................................................................................... |
8 |
Задачи по гидростатике.............................................................................. |
9 |
Гидродинамика ............................................................................................. |
11 |
Теория и формулы ................................................................................... |
11 |
Задачи по гидродинамике......................................................................... |
14 |
Фильтрация .................................................................................................. |
17 |
Теория и формулы ................................................................................... |
17 |
Задачи по фильтрации.............................................................................. |
18 |
Аэродинамика (механика газа) ........................................................................ |
19 |
Теория и формулы ................................................................................... |
19 |
Задачи по аэродинамике.......................................................................... |
21 |
Советы студентам ............................................................................................. |
22 |
Литература для студентов ............................................................................... |
22 |
Алфавитно-предметный указатель ............................................................... |
23 |
Пример решения задачи ................................................................................... |
24 |
3
Справочные данные
ПЛОТНОСТЬ И ВЯЗКОСТЬ ВОДЫ
t, °C |
+10 |
+20 |
+30 |
+40 |
+50 |
, кг/м3 |
999,73 |
998,23 |
995,67 |
992,24 |
988,07 |
, см2/с |
0,01306 |
0,01006 |
0,00805 |
0,00659 |
0,00556 |
НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ
Ускорение свободного падения g = 9,80665 10 м/с2
Давление атмосферное (на уровне моря) pатм=101325 Па 100000 Па
Газовая постоянная для воздуха Rг = 287 Дж/кг·K
РАЗМЕРНОСТИ ВЕЛИЧИН В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ ИЗМЕРЕНИЯ
Величина |
СИ |
Перевод в другие единицы |
Длина |
м |
1 м = 100 см = 1000 мм |
Площадь |
м2 |
1 м2 = 104 см2 = 106 мм2 |
Объём |
м3 |
1 м3 = 106 см3 = 1000 л |
Масса |
кг |
1 кг = 1000 г |
Сила, вес |
Н |
10 Н 1 кгс = 10-3 тс |
Плотность |
кг/м3 |
1000 кг/м3 = 1 г/см3 |
Удельный вес |
Н/м3 |
104 Н/м3 = 1 тс/м3 |
Вязкость кинематическая |
м2/с |
1 м2/с = 104 см2/с |
Давление |
Па = |
100000 Па 1 ат = 1 кгс/см2 = 10 м |
|
=Н/м2 |
вод.ст. = 760 мм рт.ст. |
4
Введение
Что такое механика жидкости и газа
Механика жидкости и газа (МЖГ) — это наука, изучающая закономерности покоя и движения жидкостей и газов. Студенты строительных специальностей изучают прикладную МЖГ, то есть те её закономерности, которые имеют практическое значение в области строительства.
Термин «механика жидкости и газа» имеет следующие синонимы:
—гидравлика и аэродинамика;
—гидрогазодинамика;
—техническая гидродинамика и газовая динамика.
«Гидро…» подразумевает воду, в общем случае — жидкость. «Аэро…»
— воздух, в общем случае — газ. В строительстве чаще всего основные расчёты, касающиеся жидкости и газа, связаны с водой и воздухом.
Как пользоваться учебным пособием
Прежде всего надо просмотреть его целиком и обратить внимание на различные вспомогательные разделы:
—справочные данные (с. 4);
—алфавитно-предметный указатель (с. 23);
—пример решения задачи (с. 24).
Затем обратить внимание на то, что задачи сгруппированы по тематическим разделам и перед каждой группой имеется «теория», то есть необходимый минимум формул и закономерностей для решения задач.
Если же такая «теория» покажется слишком краткой, тогда нужно обратиться к более объёмистым книгам и учебникам, список которых приведён в конце пособия под названием "Литература для студентов". Эта литература имеется в библиотеке СибАДИ. В действительности же книг по МЖГ великое множество. По возможности используйте и другие учебники. Подойдут и старые учебники, но с ними осторожней — ведь единицы измерения в них тоже старые, не в СИ. Впрочем, ничего страшного, ведь во многих наших задачах условие специально задано в старых единицах. Правила перевода одних единиц в другие см. с. 4.
Как решать и оформлять задачи
Решение задачи рекомендуется приводить с пояснительным рисунком. Вычисления записываются в такой последовательности:
—формула;
—численные значения в ней;
5