Гидромеханика
Механика в техническом университете.Том 6.
Попов Д.Н.у Панаиотти С.С., Рябинин М.В. «Гидромеханика: Учеб. для вузов» Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 год, 384 стр. (6,64 мб. djvu)
В томе «Гидромеханика» представлен материал по теории механики жидкости и газа. А также гидромеханические основы расчета машин, приводов и других технических устройств. Рассмотрены, как традиционные разделы курса гидромеханики, так и актуальные вопросы неустановившегося движения вязких жидкостей.
Информация изложенная в учебнике соответствует курсу дисциплин, преподаваемых авторами книги в МГТУ им. Н.Э. Баумана и филиалах. В конце каждой главы приводятся вопросы для самопроверки. Курс гидромеханики предназначен в качестве учебного пособия для студентов машиностроительных вузов. Может быть рекомендован аспирантам и специалистам, для обработки прикладных решений в гидромеханике.
ISBN 5-7038-1936-9 (Т.б)
ISBN 5-7038-1371-9
Предисловие.
В учебнике в конспективной форме изложены основы теории и технических приложений механики жидкости и газа. Учебник написан с учетом противоречивых условий, которые, с одной стороны, вызваны необходимостью подготовки будущих специалистов машиностроительного профиля к решению достаточно широкого круга задач, связанных с механикой жидкости и газа, а с другой — крайне ограниченным временем, отводимым на данную дисциплину в учебных планах многих специальностей.
Сначала рассмотрено равновесие жидких сред, затем даны разделы, посвященные их кинематике и динамике. Эта последовательность изучения механики жидкости и газа часто применяется в технических вузах, поскольку она позволяет предварительно познакомить студентов с напряженным состоянием жидких сред в простых ситуациях и сразу перейти к методам гидростатики, имеющим самостоятельное значение при расчетах реальных устройств.
Вопросы динамики жидких сред ограничены случаями, когда закономерности движения жидкостей и газов можно представить с общих позиций в рамках одного курса — гидромеханики. По сравнению с традиционными курсами в учебнике несколько больше внимания обращается на нестационарные гидромеханические процессы, играющие важную роль в современной технике.
Оглавление книги.
ГЛАВА 1. Свойства жидких сред 12
1.1. Жидкая среда 12
1.2. Плотность жидкой среды 14
1.3. Вязкость жидкой среды 14
1.4. Сжимаемость жидкой среды 17
1.5. Упругость смеси жидкости и газа 22
1.6. Влияние релаксации на модуль объемной упругости среды 29
1.7. Термодинамические свойства жидкостей и газов 31
Вопросы для самопроверки 32
ГЛАВА 2. Равновесие жидких сред 33
2.1. Напряженное состояние жидкой среды 33
2.2. Уравнения равновесия жидкой среды 37
2.3. Гидростатические законы при относительном покое жидкой среды 44
2.4. Силы давления на плоские и криволинейные поверхности при равновесии жидкости 49
2.5. Плавание тел в жидких средах 56
2.6. Равновесие границы раздела двух сред 58
Вопросы для самопроверки 61
ГЛАВА 3. Кинематика жидких сред 62
3.1. Переменные Лагранжа и Эйлера 62
3.2. Траектории, линии и трубки тока 66
3.3. Три составляющих движения жидкой частицы 70
3.4. Вихревые линии и циркуляция скорости 74
3.5. Теоремы Гельмгольца 76
3.6. Безвихревое (потенциальное) движение жидкой среды 79
Вопросы для самопроверки 80
ГЛАВА 4. Фундаментальные законы механики в динамике жидких сред 81
4.1. Особенности применения законов механики системы материальных точек в механике жидких сред 81
4.2. Закон сохранения массы при движении жидкой среды. Уравнение неразрывности 85
4.3. Закон сохранения количества движения для жидкой среды. Уравнения гидродинамики в напряжениях 87
4.4. Закон сохранения момента количества движения 92
4.5. Закон сохранения энергии. Уравнение притока тепла для жидких сред 95
4.6. Диссипация механической энергии при движении вязкой жидкой среды 97
Вопросы для самопроверки 99
ГЛАВА 5. Динамика идеальных жидких сред 100
5.1. Теорема Бернулли 100
5.2. Интеграл Бернулли в случае установившегося изотермического и адиабатического движения совершенного газа 105
5.3. Установившееся движение идеального газа в трубе переменного сечения 108
5.4. Интеграл Лагранжа—Коши 110
5.5. Теорема Кельвина о возможности безвихревого движения жидкой среды 114
Вопросы для самопроверки 117
ГЛАВА 6. Плоскопараллельное движение идеальной несжимаемой жидкости 118
6.1. Функция тока и потенциал скорости 118
6.2. Комплексный потенциал течения. Суммирование потоков 122
6.3. Примеры плоскопараллельных потенциальных потоков 124
6.4. Метод конформных отображений 138
6.5. Обтекание крылового профиля 141
6.6. Струйные течения 170
Вопросы для самопроверки 191
ГЛАВА 7. Уравнения и условия подобия для течений вязких жидких сред 192
7.1. Уравнения движения вязкой сжимаемой жидкой среды 192
7.2. Уравнения движения несжимаемой вязкой жидкости 195
7.3. Критерии подобия гидродинамических процессов 197
7.4. Метод размерностей в моделировании гидродинамических процессов 201
7.5. Подобие нестационарных течений 205
Вопросы для самопроверки 211
ГЛАВА 8. Ламинарное движение жидкой среды 212
8.1. Течение между плоскими неподвижными стенками 212
8.2. Течение в круглой цилиндрической трубе 215
8.3. Течение в кольцевом зазоре 219
8.4. Течение между движущимися стенками 222
8.5. Основы теории гидродинамической смазки 228
8.6. Плоский клиновидный слой смазки 235
8.7. Ламинарный пограничный слой 239
Вопросы для самопроверки 245
ГЛАВА 9. Гидродинамическая устойчивость 246
9.1. Экспериментальные данные о неустойчивости движения жидких сред 246
9.2. Основные положения теории гидродинамической устойчивости 251
9.3. Распределение скоростей и устойчивость ламинарного неустановившегося движения жидкой среды в круглой цилиндрической трубе 254
9.4. Устойчивость движения жидкой среды между вращающимися концентрическими цилиндрами 258
Вопросы для самопроверки 259
ГЛАВА 10. Турбулентное движение жидкой среды 260
10.1. Статистические характеристики турбулентности 260
10.2. Уравнение Рейнольдса для осредненного турбулентного движения 262
10.3. Формула Прандтля для расчета турбулентного трения 267
10.4. Логарифмические профили скоростей при турбулентном движении жидкой среды в трубе 271
10.5. Расчет турбулентного течения в плоском канале 273
10.6. Сопротивление трения гладких труб 278
10.7. Сопротивление трения шероховатых труб 281
10.8. Сопротивление крылового профиля 283
Вопросы для самопроверки 286
ГЛАВА 11. Гидравлические методы механики жидкости 288
11.1. Усредненные гидродинамические параметры 288
11.2. Уравнение механической энергии — уравнение Бернулли 290
11.3. Потери напора в трубах 293
11.4. Местные гидравлические сопротивления 297
11.5. Расчет простых и сложных трубопроводов 303
11.6. Истечение через отверстия и насадки 311
11.7. Взаимодействие потоков жидкости с плоскими и криволинейными стенками. Расчет сил 316
11.8. Истечение через отверстие при меняющемся уровне жидкости в сосуде 318
Вопросы для самопроверки 320
ГЛАВА 12. Нестационарные гидромеханические процессы 321
12.1. Математическое моделирование неустановившегося движения жидкой среды в трубе 321
12.2. Примеры аналитических методов расчета неустановившегося движения жидкой среды в трубе 329
12.3. Численные методы расчета нестационарных гидромеханических процессов 335
12.4. Энергетические особенности неустановившихся течений 339
Вопросы для самопроверки 344
ГЛАВА 13. Характеристики гидромашин, гидро- и пневмоприводов 345
13.1. Схема и параметры установки с гидромашиной 345
13.2. Уравнение моментов количества движения жидкости во вращающемся канале и уравнение Эйлера для лопастной гидромашины 348
13.3. Принцип действия и параметры объемных гидромашин 351
13.4. Методы подобия при пересчете параметров лопастных и объемных гидромашин 354
13.5. Характеристики установок с лопастными и объемными насосами 357
13.6. Гидромеханические основы расчетов характеристик приводов и устройств гидро- и пневмоавтоматики 361
Вопросы для самопроверки 368
Список технической литературы 369
Предметный указатель 371
Добавить комментарий