Hidraulika

Hidraulikas priekšmets, tā attīstības vēsture.
hidraulika ir zinātne par šķīduma līdzsvara un kustības likumiem un šo likumu pielietošanu praksē. hidraulika ir teorijas pamats hidrotehnikai, hidromašīnbūvei, ūdensapgādei. hidraulikas zināšanas nepieciešamas ūdens apsildes sistēmu pazemes H2O izmantošanas un citu jautājumu risināšanā. hidraulika iedalās divās lielās apakšsistēmās:hidrostatika un hidrodinamika. hidraulikas priekšmeta attīstības pamatā ir bijis arhimeda likums, toričelli (1608-1647) pētījumi par šķidruma iztecēšanas ātrumu no caurules, paskāla likumi un ņūtona iekšējās berzes formulas. Papens 1689.g. uzbūvēja pirmo darbojošos centrbēdzes sūkni. Eilers (1707-1783) izveidoja matemātisko modeli šķidruma līdzsvaram un kustībai. Lielu ieguldījumu hidraulikas attīstībā ir devuši arī žukovskis un lomonosovs.

Svarīgākas šķidrumu fizikālās īpašības: blīvums, īpatnējais svars, saspiežamība, termiskā izplešanās, viskozitāte.
ir šādas šķīdumu fizikālās īpašības:
1) blīvums ρ = m/V kg/m3

šķīdums
t0C
kg/m3
H2O
15
999
H2O
4
1000
jūras H2O
15
1020
Hg
15
13558
benzīns
15
630...780
glicerīns
0
1200

2) īpatnējais svars γ = G/V N/m3 γ = G/V = mg/V = ρg
3) saspiežamība – šķidruma spēja samazināt tilpumu un līdz ar to palielināt blīvumu. Ja palielina ārējo spiedienu, saspiežamību raksturo tilpuma saspiežamības koeficients pie konstantas spiediena temperatūras. βt =(V0-V)/(V0(p3- p0)) = t=const = ΔV/V0×Δp [1/Pa;Pa– 1]
K = 1/ βt, Pa šķidruma elastības modulis
4)termiskā izplešanās – mainoties temperatūrai, izmainās tilpums. raksturo termiskais tilpuma izplešanās koeficients pie konstanta spiediena.
βp = ΔV/V0×Δt p = const [1/K; K– 1]
5) viskozitāte – šķidruma spēja pretoties tā daļiņu relatīvai pārvietošanai
Fb = η× dv/dy × s dv – ātrums; dy – gradients; η – dinamiskā viskozitāte
η = Fb ×dy/dv × sη N × m/(m2 × (m/s)) = Pa × s
ν = η/ ρ kinemātiskā viskozitāte
(Pa × s)/( kg/m3) = (N × s × m3)/(m2 × kg) = (kg × (m/s2) × s × m3)/m2 × kg = m2/s

Hidrostatika
Hidrostatikas pamatvienādojums.
tie ir spēki un spiedieni šķidrumā un uz tā virsmas.
Hidrostatikas pamatvienādojums:
Līdzsvara nosacījums:
(Pb × ds × cos α ) – (Pa × cos α ×ds) + (g × ds × cos α × h × g) = 0
Pb – barometriskais spiediens; Pa – absolūtais spiediens
Pb – Pa + g × ρ × h = 0
Pa = Pb + g × ρ × h hidrostatikas pamatvienādojums (spiediens dziļumā h) →Pa ≠ Pa (α)
P = Pa – Pb = g × ρ × h – virsspiediens
Pa = Pb + g × ρ × h
neatkarīgi no h, atmosfēras spiediens rada vienu un to pašu spiediena pieaugumu Pb. Seko paskala likums – spiediens, kas pielikts šķidruma brīvai virsmai, visos šķidruma punktos izplešas bez pārmaiņām.
…