(кг/м3) – плотность
(н/м3) – удельный вес
ГИДРОСТАТИКА
р - давление или сжимающие напряжение (н/м2 = Па)
Свойства:
Давление всегда направлено к поверхности по внутренней нормали.
Действует одинаково по всем направлениям (не зависит от угла наклона площадки)
Основное уравнение гидростатики:
рА = ро + рв; рв = h·γ
рА – абсолютное давление;
ро – давление действующее на поверхность жидкости;
рв – весовое давление, т.е. давление столба жидкости.
рв = h·γ
h – глубина расположения точки;
γ – удельный вес жидкости.
При атмосферном давлении на поверхности:
рА = ра + ризб; ризб = hизб·γ
ра – атмосферное давление;
ризб – избыточное давление.
Выводы:
1) Закон Паскаля. Давление действующее на поверхность жидкости передается во все ее точки без изменения.
2) Любая горизонтальная плоскость проведенная в жидкости, является плоскостью равного давления.
3) Можем измерять величину давления эквивалентной ему высотой столба жидкости.
р = h·γ, отсюда h = р/γ
Например давление величиной в 1 атм. р = 1 кгс/см2 соответствует
h = 10 м вод. столба
Сила давления жидкости на плоскую поверхность
Р = рсS = hсγS (н)
рс = hсγ – давление в центре тяжести при атмосферном давлении на поверхности
рс = hсγ + рМ, либо рс = hсγ – рВАК
hс – глубина расположения центра тяжести поверхности (м);
S – площадь поверхности (м2).
Потенциальная энергия покоящейся жидкости величина постоянная, т.е. одинаковая для всех точек жидкости
Удельная энергия (напор)
Э = Е/G = Е/mg (м)
Z + hп = НГС = Э = const
Z – геометрический напор;
hп – пьезометрический напор;
НГС – гидростатический напор или полная удельная потенциальная энергия жидкости.
ГИДРОДИНАМИКА
Уравнение неразрывности
Q = V1ω1 = V2ω2 = const
Q – расход жидкости (м3/с);
V – средняя скорость потока (м/с);
Ω – площадь живого сечения потока (м2).
Vi = Q / ωi – средняя скорость потока
Уравнение Бернулли для идеальной жидкости (при действии сил давления и сил тяжести)
где z - геометрический напор, м;
P/γ - приведенная пьезометрическая высота (если Р - абсолютное давление) или пьезометрическая высота (если Р - избыточное давление), м;
V2/2g - скоростной напор, м.
- гидростатический напор,
удельная потенциальная энергия жидкости
НГС = Э – гидродинамический напор или полная удельная энергия
Уравнение Бернулли для реальной жидкости (с учетом сил трения (вязкости)).
Σh = hпот = hℓ + hм – потери энергии при движении жидкости от 1 до 2 сечений (м);
α= ЕКД /ЕКУ – коэффициент кинетический энергии (коэффициент Кориолиса);
hℓ - потери по длине.
(м)
λ – коэффициент гидравлического трения f(Rе· Δ );
hм – потери на местных сопротивлениях.
(м)
РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ
Число (критерий) Рейнольдса 
Для кругло-цилиндрических труб 
(м)
RГ – гидравлический радиус;
ω – площадь живого сечения потока (м2);
Х – смоченный периметр.
Ламинарный режим: Rе < Rекр ≈ 2320
Эпюра скорости при ламинарном движении.
umax = 2V; α = 2; λ = f(Rе); λ = 64/Rе; hℓ = f (V1…1,4)
Турбулентный режим: Rе > Rекр
Профиль скорости при турбулентном движении
Толщина ламинарной пленки δ уменьшается с увеличением скорости V (числа Рейнольдса)
u ≈ V; α = 1…1,4
В турбулентном режиме имеется три вида трения:
Гидравлически гладкие русла
λ = f(Rе) λ = 0,3164/Rе0,25
Смешанное трение
λ = f(Rе; Δ)
Шероховатое трение, квадратичная область турбулентного режима
λ = f (Δ); λ = 0,11( Δ /d)0,25
hℓ = f (V1,7…2)
СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ (ИСТЕЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И
НАСАДКИ)
(м/с)
-коэффициент скорости
Но – действующий (расчетный напор (м)
Расход жидкости
(м3/с)
μ = φε – коэффициент расхода;
ω – площадь проходного (живого) сечения потока (м2);
Но – действующий напор (м).
