Механика несжимаемых и сжимаемых жидкостей, Зарянкин А.Е., 2014

Механика несжимаемых и сжимаемых жидкостей, Зарянкин А.Е., 2014.

   Книга является учебником по одноименному курсу, читаемому для студентов, обучающихся по энергомашиностроительным и теплотехническим специальностям технических университетов, и в максимальной степени соответствует учебной программе указанного курса.
Содержит основные сведения по течению идеальных несжимаемых и сжимаемых жидкостей, несжимаемой вязкой жидкости, потенциальным, вихревым и сверхзвуковым течениям. Большое внимание уделяется вопросам пограничного слоя, турбулентности, течению в трубах, соплах и непрофилированных отверстиях, течению рабочих сред в диффузорах и решетках профилей турбомашин, а также рассматриваются некоторые прикладные задачи, включая задачи о течении двухфазных и двухкомпонентных сред.
Учебник предназначен для студентов энергомашиностроительных и теплотехнических специальностей энергетических и политехнических университетов и может быть полезен для инженерных и научных работников исследовательских лабораторий и конструкторских бюро энергомашиностроительных заводов.




Классификация сил, действующих в жидкости, и их определение.
В отличие от твердых тел, где рассматриваются как сосредоточенные, так и распределенные по всей поверхности силы, в жидкости могут действовать только распределенные силы, так как сосредоточенные силы неизбежно ведут к ее разрыву.

В свою очередь, распределенные (рассредоточенные) силы делятся на поверхностные и массовые.

Если в движущейся жидкости выделить произвольный объем V, ограниченный замкнутой поверхностью F, то со стороны окружающей среды на эту поверхность будет действовать некоторая распределенная по поверхности сила, которая и называется поверхностной.

Кроме того, на все частицы жидкости, заключенные в выделенном объеме, могут действовать гравитационные силы, силы инерции, электромагнитные силы (для электропроводящей жидкости), силы Архимеда и др. Все эти силы, пропорциональные массе жидкости, заключенной в рассматриваемом объеме V, называются массовыми.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Введение.
Глава 1. Основные понятия и определения механики несжимаемых и сжимаемых жидкостей.
1.1. Предмет механики несжимаемых и сжимаемых жидкостей и свойства текущих сред.
1.2. Классификация сил, действующих в жидкости, и их определение.
1.2.1. Напряжения поверхностных сил.
1.2.2. Напряжения массовых сил.
1.3. Параметры потока жидкой среды.
1.4. Некоторые термодинамические соотношения для газовых сред.
1.5. Скорость звука.
1.6. Классификация движений жидкости.
1.7. Вязкость в жидких средах.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 2. Элементы кинематики жидкости.
2.1. Методы изучения движения жидкости.
2.2. Деформация жидких элементов и вращательное движение в жидкости.
2.3. Скорость относительной объемной деформации жидкого элемента.
2.4. Линия тока и вихревая линия.
2.5. Трубка тока и вихревая трубка.
2.6. Циркуляция скорости.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 3. Основные уравнения механики несжимаемых и сжимаемых жидкостей.
3.1. Уравнение неразрывности.
3.2. Уравнения движения идеальной жидкости.
3.3. Интегралы уравнений движения идеальной жидкости.
3.4. Уравнение сохранения энергии.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 4. Элементы гидростатики.
4.1. Основные уравнения гидростатики.
4.2. Равновесие жидкости в сообщающихся сосудах.
4.3. Относительное равновесие жидкости.
4.4. Силы давления жидкости на твердые стенки.
4.5. Равновесие сжимаемой жидкости (газа).
Вопросы для самоконтроля.
Глава 5. Одномерное движение жидкости.
5.1. Основные уравнения одномерных течений.
5.1.1. Уравнение неразрывности.
5.1.2. Уравнение сохранения количества движения.
5.1.3. Уравнение сохранения энергии.
5.2. Максимальная и критическая скорости в газовых и паровых потоках.
5.3. Безразмерные скорости потока M и λ.
5.4. Связь безразмерных параметров потока с безразмерными скоростями M и λ.
5.5. Распределение параметров потока и скоростей вдоль канала произвольной формы при различных внешних воздействиях.
5.6. Удельный расход и приведенный удельный расход жидкости.
5.7. Газодинамические функции одномерного газового потока.
5.8. Способы приведения плоских и трехмерных потоков к одномерной схеме течения.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 6. Плоские дозвуковые течения идеальной жидкости.
6.1. Потенциальные течения жидкости.
6.2. Примеры простейших потенциальных течений.
6.2.1. Плоскопараллельное течение.
6.2.2. Течение внутри прямого угла.
6.2.3. Течение вдоль двух бесконечных пересекающихся плоскостей.
6.2.4. Источник и сток.
6.2.5. Циркуляционное течение.
6.2.6. Диполь.
6.3. Примеры сложения потенциальных течений.
6.3.1. Вихреисточник и вихресток.
6.3.2. Обтекание потенциальным потоком идеальной жидкости криволинейного полутела.
6.3.3. Поперечное обтекание круглого цилиндра плоскопараллельным потоком.
6.3.4. Поперечное обтекание круглого цилиндра плоскопараллельным потоком при наличии циркуляционного течения.
6.4. Теорема Н.Е. Жуковского о подъемной силе.
6.5. Потенциальное течение идеальной сжимаемой жидкости.
6.6. Линеаризованное уравнение для потенциала скорости сжимаемой жидкости.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 7. Вихревые течения жидкостей.
7.1. Некоторые общие понятия о вихревых течениях.
7.2. Основные теоремы вихревого течения идеальной жидкости.
7.2.1. Теорема Стокса.
7.2.2. Теорема Томсона.
7.2.3. Теоремы Гельмгольца о вихревом движении.
7.3. Особенности течения жидкости внутри вихревой трубки и за ее пределами.
7.4. Скорости, индуцируемые элементами вихревых трубок, произвольно расположенными в пространстве.
7.5. Расчет течения идеальной жидкости в плоском диффузоре при наличии в его проточной части плоского вихря.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 8. Плоские сверхзвуковые течения.
8.1. Особенности сверхзвуковых течений.
8.2. Линии возмущения и характеристики в сверхзвуковом потоке.
8.3. Уравнение характеристик в плоскости годографа скорости.
8.4. Диаграмма характеристик.
8.5. Расчет центрированных волн разрежения.
8.6. Отражение, пересечение и гашение волн разрежения.
8.7. Профилированное сопло Лаваля.
8.8. Возникновение скачков уплотнения в сверхзвуковом потоке.
8.9. Основные соотношения для расчета параметров потока и скоростей при переходе через плоские косые скачки уплотнения.
8.10. Ударная поляра и диаграмма ударных поляр.
8.11. Отражение и пересечение скачков уплотнения.
8.12. Потери энергии в скачках уплотнения.
8.13. Номограмма для расчета скачков уплотнения.
8.14. Тепловые скачки.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 9. Истечение сжимаемой жидкости (газообразных и паровых сред) из сопл и непрофилированных отверстий.
9.1. Истечение сред из суживающихся сопл.
9.2. Переменные режимы истечения из суживающихся сопл. Сетка расходов.
9.3. Примеры использования сетки расходов для расчета переменных режимов суживающихся сопл.
9.4. Истечение из расширяющихся сопл и их диаграмма режимов.
9.5. Истечение из отверстий и щелей с острой кромкой.
9.6. Лабиринтовые уплотнения и их расчет.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 10. Основы физического моделирования.
10.1. Значение и задачи физического моделирования.
10.2. Размерные и безразмерные величины.
10.3. П-теорема.
10.4. Примеры практического использования П-теоремы.
10.4.1. Уравнение расхода жидкости через поперечное сечение канала.
10.4.2. Расчет гидравлического сопротивления в трубах произвольного поперечного сечения.
10.4.3. Сопротивление тела, движущегося в жидкости.
10.4.4. Форма свободной поверхности жидкости, находящейся во вращающемся цилиндрическом сосуде.
10.5. Критерии подобия и моделирование течений жидкости.
10.6. Частичное моделирование течений.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 11. Движение вязкой жидкости.
11.1. Уравнение движения вязкой жидкости (уравнение Навье—Стокса).
11.2. Примеры точных решений уравнений Навье—Стокса.
11.2.1. Движение жидкости между двумя бесконечными параллельными плоскостями.
11.2.2. Течение Куэтта.
11.2.3. Движение жидкости в трубах.
11.2.4. Движение жидкости между соосными цилиндрами.
11.2.5. Течение смазки под колодкой подшипника скольжения.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 12. Пограничный слой.
12.1. Основные понятия о пограничном слое.
12.2. Интегральные толщины пограничного слоя.
12.2.1. Толщина вытеснения.
12.2.2. Толщина потери импульса.
12.2.3. Толщина потери энергии.
12.3. Уравнение Прандтля для пограничного слоя.
12.4. Уравнение Кармана для пограничного слоя.
12.5. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный.
12.6. Основные характеристики турбулентных течений.
12.7. Уравнения движения для турбулентных течений (уравнения Рейнольдса).
12.8. Логарифмический профиль скорости.
12.9. Расчет пограничного слоя при безградиентном течении.
12.9.1. Расчет ламинарного пограничного слоя.
12.9.2. Расчет турбулентного пограничного слоя.
12.10. Расчет пограничного слоя в общем случае.
12.11. Отрыв пограничного слоя.
12.12. Сопротивление тел, обтекаемых вязкой жидкостью.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 13. Движение жидкости в трубах и трубопроводах.
13.1. Движение несжимаемой жидкости в трубах и коэффициент сопротивления труб.
13.2. Движение сжимаемой жидкости в трубах с трением.
13.3. Местные сопротивления.
13.3.1. Поворотные колена.
13.3.2. Внезапное расширение потока.
13.3.3. Внезапное сужение потока.
13.3.4. Слияние и разделение потоков.
13.4. Элементы расчета сложных трубопроводов.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 14. Движение жидкости в диффузорах.
14.1. Классификация диффузоров и их геометрические параметры.
14.2. Процесс торможения потока в диффузорах в h, s-диаграмме и их аэродинамические характеристики.
14.3. Экспериментальная и расчетная оценки аэродинамических характеристик диффузоров.
14.4. Полуэмпирический метод расчета диффузоров.
14.5. Влияние режимных параметров на характеристики диффузоров.
14.5.1. Влияние числа Рейнольдса.
14.5.2. Влияние безразмерных входных скоростей λ1(M1) на аэродинамические характеристики диффузоров.
14.6. Влияние геометрических параметров на характеристики диффузоров.
14.6.1. Влияние угла раскрытия α.
14.6.2. Влияние угла раскрытия плоских диффузоров на статические и динамические нагрузки, действующие на их стенки.
14.6.3. Влияние степени расширения диффузоров.
14.7. Методы повышения эффективности диффузорных каналов.
14.8. Некоторые примеры практического использования диффузоров в турбомашинах.
14.8.1. Конические диффузорные седла в регулирующих клапанах паровых турбин.
14.8.2. Диффузоры в выхлопных патрубках паровых и газовых турбин.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 15. Решетки профилей для ступеней паровых и газовых турбин.
15.1. Ступень турбины и преобразование энергии в этой ступени.
15.2. Определение усилий, действующих на рабочие лопатки турбинной ступени и ее мощность.
15.3. Коэффициент полезного действия турбинной ступени.
15.4. Связь коэффициентов потерь энергии в сопловых и рабочих решетках профилей с коэффициентами скорости ϕ и ψ.
15.5. Классификация решеток профилей, используемых в турбинных ступенях.
15.6. Потери на трение и коэффициент потерь на трение в решетках профилей турбинной ступени.
15.7. Кромочные потери энергии.
15.8. Концевые потери энергии в турбинных решетках профилей.
15.8.1. Физическая картина течения в решетках профилей конечной длины.
15.8.2. Полуэмпирический метод расчета концевых потерь энергии.
15.9. Влияние геометрических и режимных параметров на коэффициенты потерь в турбинных решетках профилей.
15.9.1. Влияние относительного шага решетки профилей на коэффициент профильных потерь энергии.
15.9.2. Влияние относительной длины решетки профилей на коэффициент потерь энергии.
15.9.3. Влияние угла установки профиля βу в решетке на коэффициент профильных потерь энергии.
15.9.4. Влияние режимных параметров на характеристики турбинных решеток профилей.
15.10. Некоторые способы снижения профильных и концевых потерь энергии в решетках профилей.
15.10.1.Пути снижения профильных потерь энергии.
15.10.2.Пути снижения концевых потерь энергии.
Вопросы для самоконтроля.
Глава 16. Элементы двухфазных и двухкомпонентных течений.
16.1. Основные понятия и определения.
16.2. Двухфазное течение пара при фазовом равновесии.
16.3. Течение смеси жидкости с газовыми пузырьками.
16.4. Скорость звука в жидкости, содержащей пузырьки газа.
16.5. Скачки конденсации.
16.6. Разгон капель влаги в одномерном потоке.
16.7. Течение насыщенного и влажного пара в соплах паровых турбин.
16.8. Влияние начальной влажности пара на характер течения в конических диффузорах (расширяющихся соплах).
Вопросы для самоконтроля.
Приложение.
Список литературы.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Механика несжимаемых и сжимаемых жидкостей, Зарянкин А.Е., 2014 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по физике :: физика :: Зарянкин