Гідравлікою називають прикладною розділ механіки, який вивчає закони рівноваги і руху рідин для вирішення технічних завдань.
Гідромеханіка - наука, що вивчає рівновагу і рух рідин і їх взаємодію з твердими тілами, повністю або частково зануреними в рідину.
Рідиною в гідромеханіці вважаються всі середовища, яким властива текучість, тобто здатність змінювати свою форму під дією як завгодно малих сил. Звичайні рідини називають крапельними, гази називають некапельнимі рідинами.
Краплинні рідини в малій кількості під дією поверхневого натягу приймають сферичну форму, а у великій кількості утворюють вільну поверхню розділу з газом. Особливістю крапельних рідин є те, що вони мало змінюють свій об'єм при зміні тиску, тому їх зазвичай вважають нестисливими.
Некапельние рідини або гази можуть значно зменшуватися в об'ємі під дією тиску і необмежено розширюватися при відсутності тиску, т. Е. Мають більшу сжимаемостью.
Механічний рух цих середовищ описується єдиними диференціальнимирівняннями.
У гідравліки розглядають, головним чином потоки рідини, обмежені і направляються твердими стінками, т. Е. Течії в відкритих і закритих руслах або каналах. У поняття русло або канал включають поверхні або стінки, які обмежують і направляють потік, отже, не тільки русла річок, каналів і лотків, а й різні трубопроводи, насадки, елементи гідромашин і інших пристроїв, всередині яких протікає рідина.
Предмет гідравліки - закони руху рідин і газів при малій швидкості течії.
Закони руху крапельних рідин і газів при малій швидкості течії газу можна вважати однаковими.
Течії газу відносяться до області гідравліки в тих випадках, коли їх швидкості значно менше швидкості звуку і, отже, сжимаемостью газу можна знехтувати. Прикладом такого руху газів є течія повітря в вентиляційних системах, в системах кондиціонування повітря і деяких газопроводах.
1.3. Сили, що діють на рідину.
Внаслідок плинності (рухливості частинок) в рідини діють сили не зосереджені, а безперервно розподілені по її обсягу (маси) або поверхні.
Зовнішні сили, що діють на рідину, поділяють на масові (об'ємні) і поверхневі.
Масові сили відповідно до другого закону Ньютона пропорційні масі рідини або, для однорідної рідини, її обсягу. До них відносяться сила тяжіння і сили інерції переносного руху, що діє на рідину при відносному її спокої в прискорено рухаються судинах або при відносному русі рідини в руслах, які прямують з прискоренням.
Поділивши масову силу на масу, в правій частині закону Ньютона отримаємо прискорення рівне одиничною масової силі.
Поверхневі сили безперервно, розподілені по поверхні рідини і при рівномірному їх розподілі пропорційні площі цієї поверхні. Ці сили обумовлені безпосереднім впливом сусідніх об'ємів рідини на даний обсяг або ж впливом інших тіл (твердих або газоподібних), що стикаються з даною рідиною. Як випливає з третього закону Ньютона, з такими ж силами, але в протилежному напрямку, рідина діє на сусідні з нею тіла.
У загальному випадку поверхнева сила ΔR. діюча па майданчику ΔS. спрямована під деяким кутом до неї, і розкладається на нормальнуюΔР і тангенціальнуюΔТ складові (рис. 1.7). Перша називаетсясілой тиску. а друга-сила тертя.
1.4.Давленіе рідини.
Тиск в даній точці дорівнює межі, до якого прагне відношення сили тиску? Р до площі ΔS. на яку вона діє, при прагненні ΔS до нуля.
Гідростатичним тиском в спочиває рідини називається напруга стиснення:
Якщо сила тиску? Р рівномірно розподілена по майданчику ΔS то, середній тиск визначають за формулою
Дотичне напруження в рідині, т. Е. Напруга тертя, позначається буквою τ і виражається подібно тиску межею
1.5.Абсолютное і надлишковий тиск. Розрядження.
1.5.1.Давленіе, виміряний від абсолютного нуля, називають абсолютним. У техніці відраховують тиск від абсолютного умовного нуля, за який приймається тиск атмосферного повітря на поверхні землі, що дорівнює приблизно одній атмосфері або 1 кг / см2 = 10 5 Па. Розташування абсолютного нуля в атмосфері відносно земної поверхні може бути визначено за формулою основного гідростатичного закону за умови, що ми приймаємо щільність повітря постійною і рівною ρ = 1,25 кг / м 2.
h = Р / ρg = 10 5 / (1,25 * 9,81) = 8154 м.
1.5.2. Тиск, виміряний від атмосферного тиску Рат, називають надмірною Різбілі манометричним, тому що його вимірюють різними приладами в тому числі манометрами.
Абсолютний тиск одно