Содержательный модуль 4. Гидравлические сопротивления

Тема 1. Метод анализа размерностей. Формулы Дарси-Вейсбаха и Вейсбаха. Классификация гидравлических сопротивлений. Метод анализа размерностей, формула Дарси-Вейсбаха для определения потерь напора на трение. Формула Вейсбаха для определения местных потерь напора.

Тема 2. Режимы движения жидкости. Ламинарное движение жидкости в круглых трубах. Основное уравнение равномерного движения жидкости в трубах Ламинарное движение жидкости в круглых трубах. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Опыт Рейнольдса. Особенности режимов движения жидкости. Ламинарное равномерное движение жидкости в круглых трубах (местная скорость, распределение местных скоростей по сечению, средняя скорость. Потери напора. Формула Пуазейля-Гагена. Коэффициент Дарси. Начальный участок ламинарного движения жидкости.

Тема 3. Турбулентное движение жидкости. Особенности турбулентного движения жидкости (местная мгновенная, пульсационная, осреднённая скоростиі). Турбулентное движение жидкости в круглых трубах. Модель Буссинеска. Полуэмпирическая теория Прандтля. Работы Никурадзе и Мурина. Структура формул для всех зон сопротивления. Движение жидкости в трубах некруглого сечения.

Тема 4. Местные сопротивления. Классификация местных сопротивлений. Теорема Борда-Карно. Определение коэффициентов местного сопротивления с использованием справочника. Зависимость коэффициентов местного сопротивления от числа Рейнольдса. Взаимовлияние местных сопротивлений.

Содержательный модуль 5. Расчёт трубопроводов.

Тема 1. Расчёт трубопроводов. Основные расчётные зависимости. Обобщённые параметры. Использование таблиц. Инженерные задачи. Формулы Дарси-Вейсбаха, Вейсбаха, Шези. Удельное сопротивление. Модуль скорости, модуль расхода. Определение обобщённых параметров с помощью таблиц. Инженерные задачи по расчёту трубопроводов.

Тема 2. Расчёт простых и сложных трубопроводов. Классификация трубопроводов. Расчёт простых трубопроводов, состоящих из труб одинакового диаметра. Принцип сложения потерь напора. Расчёт простого трубопровода, состоящего из труб разных диаметров. Особые случаи расчёта простого трубопровода. Расчёт сложных трубопроводов (с параллельным соединением труб, с путевым расходом, тупиковая сеть).

Тема 3. Гидравлический удар. Ударная волна в трубопроводах. Прямой и непрямой гидравлические удары. Определение ударного давления при прямом и непрямом гидравлическом ударе. Меры защиты трубопроводов от гидравлического удара. Использование гидравлического удара для восстановлени действия гидротехнических сооружений.

Тема 4. Расчёт газопроводов. Расчёт газопроводов низкого давления. Вентиляционные воздуховоды. Расчёт трубопроводов высокого давления с учётом термодинамического процесса.

Содержательный модуль 6. Истечение жидкости и газа из отверстий, насадков, сопел.

Тема 1. Истечение жидкости из отверстий и насадков. Истечение жидкости через малые отверстия в тонкой стенке. Определение скорости и расхода. Истечение жидкости под уровень. Типы сжатия струи при истечении жидкости из отверстия. Истечение жидкости из большого прямоугольного отверстия. Классификация насадков. Физический процесс истечения жидкости через насадок. Определение скорости и расхода жидкости при вытекании через насадки. Вакуум в насадке, предельный напор. Истечение жидкости из отверстий и насадков при переменном напоре. Расчёт труб в теле дамб и плотин.

Тема 2. Истечение газов из отверстий и сопел. Формула Сен-Венана. Определение скорости и расхода газа при истечении его из отверстий для адиабатного процесса. Критическое давление. Сверхкритическая скорость. Расчёт сопел, в частности сопел Лаваля.