1. CIŚNIENIE HYDROSTATYCZNE I OD CZEGO ZALEŻY – Ciśnienie wywierane przez ciecz pod wpływem jej własnego ciężaru. Ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości słupa cieczy i gęstości cieczy na powierzchni na którą działa, co można przedstawić wzorem:p = p . g . h , gdziep – ciśnienie cieczyp – gęstość cieczy g – przyspieszenie ziemskieh – wysokość słupa cieczyz zeszytu: ciśnienie jest wielkością skalarną. Działa prostopadle na dowolny wyodrębniony element powierzchniowy.
Px=py=pz=p P=p(x,y,yz)
2. Hydrostatyka opisuje ciecz będącą w spoczynku lub w ruchu jednostajnym prostoliniowym. Brak tu sił bezwładności oraz sił wynikających z lepkości cieczy (naprężenia styczne τ = 0, σ = p). Warunkiem tak rozumianego spoczynku jest równanie, w którym suma wszystkich działających sił masowych i powierzchniowych równa jest zeru. Równanie to zapisujemy w postaci:
W przypadku działania siły ciężkości jako jedynej siły masowej, tzn. (fB)z = g, (fB)x = (fB)y = 0, zależność ciśnienia od sił masowych sprowadza się do zależności:
co wyraża zmianę ciśnienia p w zależności od zmian wysokości z.
czyli na egzaminie x,y, z, to siły masowe
3. Przeliczniki
1 bar [bar]=100000 pascal [Pa]
1 bar [bar]=100 kilopascal [kPa]
1 bar [bar]=1000 hektopascal [hPa]
1 bar [bar]=750 mm słupa rtęci [mmHg]
4. Składowa pozioma naporu na ścianę zakrzywioną równa jest naporowi na ścianę płaską, której pole jest równe rzutowi pola rozpatrywanej ściany zakrzywionej na płaszczyznę prostopadłą do obranego kierunku (~jest równa naporowi na rzut pionowy ściany).
Nx = r g zs A
Składowa pionowa naporu na ścianę zakrzywioną jest równa ciężarowi cieczy ograniczonej od dołu rozpatrywaną powierzchnią, tworzącymi pionowymi i powierzchnią swobodną (niezależnie od tego, czy słup cieczy jest realny czy fikcyjny).
Nz = r g V
Napór całkowity:
N = pierw(Nx^2+ny^2)
5. Naprężenia w cieczy Newtonowskiej
6. Ruch jednostajny to ruch dla którego w każdym przekroju strumienia rozkład prędkości jest taki sam w czasie i przestrzeni, suma sił działających na cząstkę cieczy jest równa zero
Do równania ruchu jednostajnego γ=ρg gdzie ρ-gęstość, g-przyspieszenie ziemskie
Ruch ustalony charakteryzuje się: wszystkie parametry ruchu są zależne od położenia cząsteczki w przestrzeni i nie zależą od czasu
7. Liczba Reynoldsa Re jest to liczba podobieństw dynamicznego charakteryzująca stosunek sił bezwładności do sił lepkości występujących podczas przepływu płynu Re=ul/v u-prędkość charakterystyczna płynu l-wymiar charakterystyczny zagadnienia v-lepkość kinematyczna płynu Jest wykorzystywana w wyznaczaniu laminarnego przepływu cieczy możemy także wyznaczyć lepkość cieczy
Przedziały:
Re<2320 ruch laminarny
Re>2320laminarny lub burzliwy = w zasadzie przjesice z laminarnego w burzliwy
Re>50000 zawsze burzliwy
8. Straty energii są opisane wzorem: dla ruchu laminarnego (µ-dynamicz. wsp. lepkości)
dla ruchu burzliwego
Kanał hydraulicznie najkorzystniejszy charakteryzuje się następującymi właściwościami: kąt nachylenia skarpy wynosi 30o 60o 900
Straty energii na długości kanału lub przewodu zależą od parametrów prędkości promienia hydraulicznego szerokości ścian kanału oraz przewodu i długości gdzie,
Straty lokalne albo miejscowe zależą od parametrów rodzaju przeszkody prędkości przepływu przed i za przeszkodą
Straty na długości w przewodzie pod ciśnieniem dla wszystkich stref przepływu są opisywane wyrażeniem 8g/c^2=λ
9 Równanie Bernolliego dla
strugi cieczy doskonałej:
strugi cieczy rzeczywistej:
strumień cieczy rzeczywistej:
10. Współczynnik oporu hydraulicznego λ dla wszystkich stref przepływu opisany jest wzorem λ=I(Re* k/d)
11. Współczynnik Saint-Venanta – zależy od rodzaju ruchu i kształtu przekroju poprzecznego przewodu
Laminarny alfa =2,0 , burzliwy alfa = 1,1-1,4 (przewody kołowe), 1,1-1,6 (otwarte koryta)
12. Wzór Cheezy’ego
13. Głębokość normalna to głębokość odpowiadająca warunkom ruchu jednostajnego Często jest dobrym przybliżeniem położenia zwierciadła wody na danym odcinku koryta Równanie Manninga:
gdzie Q natężenie przepływu [m3/s], n współczynnik szorstkości, A pole powierzchni przekroju [m2], R promień hydrauliczny przekroju [m], J spadek hydrauliczny
14. Współczynnik wydatku przy wypływie cieczy z otworu zależą od kształtu otworu i jego usytuowania w stosunku do otaczających go ścian zbiornika,
Współczynnik wydatku przystawki jest zależny od kształtu, wymiarów przystawki oraz jej lokalizacji w stosunku do otaczających Ścian zbiornika
15. Natężenie przepływu przez przelew o kształcie praktycznie opisana jest wzorem Q=2/3 * bμ*√2gh
Może się przydać:
Energia właściwa strumienia cieczy opisana jest wyrażeniem E=h-(αV2)/2
Odskok hydrauliczny występuje gdy następuje przejście z ruchu rwącego (podkrytycznego) w ruch spokojny nadkrytyczny
Charakterystyki przelewu mierniczego to związek między grubością warstwy przelewowej a natężeniem przepływu
Wymień znane przyrządy do pomiaru ciśnień ciśnieniomierz, piezometr (pomiar ściśliwości substancji pod wpływem ciśnienia zew.), manometr (cieczowy i sprężysty – ciśnienie hydrost), barometr (ciśnienie atmosferyczne)
Ogólny wzór na wydatek Q=μA√2gH
Lepkość określana jako siła międzycząsteczkowego przyciągania cieczy czyli tarcie pomiędzy cząsteczkami cieczy
Ruchu laminarnym tory cząstek mało różnią się od siebie Pozostające w ruchu medium można traktować jako zbiór oddzielnych warstw poruszających się względem siebie z różną prędkością i nie mieszających się ze sobą
Ruchu turbulentnym ruch cząstek płynu powoduje mieszanie się ze sobą rożnych warstw
aga123331