Презентация Введение в курс ГГД. Основные понятия и предмет изучения курса ГГД онлайн

Содержание слайда: Введение в курс ГГД. Основные понятия и предмет изучения курса ГГД. Лекция № 1 2017 Дмитриев С.С.

Содержание слайда: План курса ГГД Лекции (1 раз в неделю) Практические занятия (1 раз в 2 недели) Типовые расчеты (5) по плану БАРС с оценкой по 100-балльной системе Лабораторные работы (3) Экзамен (письменный) – решение задач

Содержание слайда: Литература к курсу ГГД Г.С. Самойлович «Гидрогазодинамика» 1990. В.В. Нитусов, В.Г. Грибин «Гидрогазодинамика. Сборник задач». 2007. В.В. Нитусов, В.Г. Грибин «МЖГ. Сборник задач». 2009. Зарянкин А.Е. Механика несжимаемых и сжимаемых жидкостей. М. Изд. дом МЭИ. 2014. Т.Е. Фабер. Гидроаэродинамика. М. 2001 Л.Г. Лойцянский. Механика жидкости и газа. М. 1978.

Содержание слайда: Проход к лаборатории ГГД-1

Содержание слайда: Проход к лаборатории ГГД-2

Содержание слайда: Курс ГГД Предмет гидрогазодинамики – часть общего курса гидроаэромеханики, Изучает законы движения жидкостей и газов и их взаимодействие с твердыми телами. Гидроаэромеханика – более общий предмет, т.к. включает еще гидростатику.

Содержание слайда: Основные задачи гидроаэромеханики Жидкость (газ) в покое – гидростатика, жидкость (газ) движется - гидрогазодинамика Определение распределения характерных параметров внутри некоторого выделенного объема жидкости или газа. 2. Определение силового взаимодействия между жидкостью или газом и твердыми телами, находящимися внутри некоторого выделенного объема жидкости или газа или окружающими его.

Содержание слайда: Параметры, характеризующие жидкую или газообразную среду в данной точке Скорость - , размерность – [м/с], вектор, характеризуется составляющими u, v, w в направлении осей x, y, z в трехмерном пространстве. Массовая плотность – ρ=lim(m/V) при V→0, размерность [кг/м3] , скаляр. Давление - р, размерность [Па = н/м2], скаляр. Температура – Т, размерность [К].

Содержание слайда: Примеры силового взаимодействия жидких (газообразных) и твердых тел Внешнее течение

Содержание слайда: Молекулярная структура и агрегатное состояние вещества (l ≈ 10 -10 м) Типы основных агрегатных состояний вещества

Содержание слайда: МЕХАНИКА СПЛОШНЫХ СРЕД: Механика жидкости и газа ↔ Механика твердого тела Общие свойства жидкостей и газов

Содержание слайда: Вязкость определяется касательными (сдвиговыми) напряжениями (τ) и коэффициентом динамической вязкости (μ)

Содержание слайда: Идеальная жидкость Малость величины μ для технически важных жидкостей дало основание пренебречь cилами трения – было введено понятие ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ, жидкости без трения, что существенно упрощало расчеты течений. С течением времени ГАМ разделилась на теоретическую гидроаэромеханику и гидравлику. Первая дисциплина без учета сил трения успешно решала задачи о распределении давления вдоль обтекаемых тел, но не объясняла появление сопротивления в потоке. Вторая дисциплина основывалась в основном на эмпирически полученных зависимостях и решала практические задачи.

Содержание слайда: Понятие пограничного слоя (1904 год - Прандтль)

Содержание слайда: Свойства газов Справедливо уравнение состояния для идеального газа p/ρ = R·T R = (cp – cv ) [дж/(кг·К)] Rвозд. = 287,1 дж/(кг·К) Rпер.пара. = 464 дж/(кг·К) R μ = 8314 [дж/(кмоль·К)] – универсальная газовая постоянная R = Rμ /mμ [дж/(кмоль·К)] / [кг/кмоль] = [дж/(кг·К)] При сжатии газов Тг↑; при расширении Тг↓ Быстропротекающий процесс сжатия и расширения при движении газов проходит без теплообмена с окружающий средой - процесс адиабатический , и с учетом того, что газ идеальный: p/ρk = const k = cp / cv k возд. = 1,4 k пер.пара. = 1,3

Содержание слайда: Особенности применения законов механики к изучению движений жидкостей и газов В 1744 году Даламбер сформулировал понятие сплошной среды. Законы механики Ньютона применяются к малому объему жидкости (газа) с линейными размерами l ≈ (10 -6 - 10 -7 ) м, что позволяет: 1. Пренебречь изменением параметров внутри этого объема. 2. Не учитывать взаимодействие на молекулярном уровне. 3. Вместо физических величин, сосредоточенных в точке, как в классической механике Ньютона, рассматриваются функции распределения этих величин (р, с, ρ, Т) в пространстве, занимаемом жидкостью (газом). 4. Эти функции считаются (как правило) непрерывными и дифференцируемыми, что позволяет применять анализ бесконечно малых (методы мат. анализа)

Содержание слайда: Классификация сил, действующих в жидкости В классической механике: силы – результат взаимодействия между массами. При мысленном выделении внутри объема жидкости (газа) некоторого объема отброшенная часть жидкости заменяется соответствующей реакцией (силой) – т.н. «принцип отвердевания». Все силы, действующие в жидком или газовом объеме – непрерывно распределенные. В силу свойства текучести в жидкостях и газах невозможны сосредоточенные в точке силы, в отличие от твердых тел. Результат взаимодействия между жидкими массами, принадлежащими рассматриваемому объему и внешними массами – внешние силы. Внешние силы могут быть как поверхностными (нормальными и касательными), так и массовыми (объемными).

Содержание слайда: Классификация сил, действующих в жидкости Результат взаимодействия между жидкими массами, принадлежащими рассматриваемому объему – внутренние силы. Взаимодействие происходит только при соприкосновении масс – силы только поверхностные (нормальные или касательные); Все внутренние силы в жидкости, находящейся в равновесии, – парные и равные (по III закону Ньютона); При суммировании всех сил, действующих на выделенный жидкий объем покоящейся жидкости остаются только внешние силы и реакции от отброшенной части жидкости;

Содержание слайда: Силы в покоящейся жидкости В покоящейся жидкости (τ = 0) силы, возникающие между частицами жидкости, а также силы, с которыми покоящаяся жидкость действует на стенки сосуда, перпендикулярны поверхности раздела частиц и поверхности раздела жидкость-стенка; Среднее гидростатическое давление pср = Pn/F; Гидростатическое давление в точке p = lim(Pn/F) при F → 0; Теорема 1 (Закон Паскаля) Давление в одной и той же точке покоящейся жидкости одинаково во всех направлениях (во всех сечениях, проведенных через данную точку) Теорема 2 (для газов) При отсутствии силы тяжести и других массовых сил давление во всех точках объема газа одинаково

Содержание слайда: Основное уравнение гидростатики

Содержание слайда: Измерение давления

Содержание слайда: Сила давления, действующая на плоскую наклонную стенку

Содержание слайда: «Полная сила избыточного давления жидкости на плоскую наклонную стенку равняется произведению площади стенки на величину избыточного гидростатического давления в центре тяжести стенки»