Гидравлика ситуациялық есептерді шығаруға арналған тақырыптар

Гидростатика

Гидростатикалық қысым және оның қасиеттері. Сұйықтың тыныштық күйінің дифференциалдық теңдеулері (Эйлер теңдеулері) және оларды интегралдау. Тең қысымды беттер. Паскаль заңы. Абсолютті және артық (манометрлік) қысым. Вакуум. Пьезометрлер және вакуумметрлер. Сұйықтың салыстырмалы тыныштық күйі. Гидростатиканың негізгі теңдеуінің геометриялық түсініктемесі.

Еркін бағытталған жазық беттерге түсірілген гидростатикалық қысым күші. Қысым орталығы және оның анықтамасы. Қисық сызықты (цилиндрлі) беттерге әсер ететін қысымды есептеу. Қисық сызықты (цилиндрлі) беттерге әсер ететін қысым орталығы. Қарапайым гидравликалық машиналар. Архимед заңы. Денелердің жүзу теориясы. Метаорталық және метаорталық радиус. Жүзінді дененің статикалық орнықтылық шарты.

Гидродинамика негіздері

Сұйық кинематикасы. Сұйық қозғалысын зерттеу үшін Лагранж және Эйлер әдістері. Сұйықтың қалыптасқан және қалыптаспаған қозғалыстары. Сұйық бөлшегінің қозғалысы. Құйынды және потенциалды қозғалыстардың түсініктемесі. Сұйықтың ағын сызығы және ұйытқу сызығы. Сұйықтың бір қалыпты және айнымалы қозғалыстары. Элементарлы ағын түтігі. Ағын, өтім қимасы, гидравликалық радиус, су өтімі, орташа жылдамдық. Ағынның үздіксіздік (тұтастық) теңдеуі. Сұйық қозғалысын жіктеу.

Идеал сұйық қозғалысының теңдеулері. Эйлердің дифференциалдық теңдеулері. Идеал сұйық ақпаның қалыптасқан қозғалысы үшін Бернулли теңдеуі. Бернулли теңдеуінің қолдану аясы. Ағынның қалыптасқан қозғалысы үшін Бернулли теңдеуі. Бернулли теңдеуінің геометриялық және энергетикалық мағынасы. Элементар ақпаның гидродинамикалық арыны. Тұтқырлы (шынайы) сұйық қозғалысының теңдеуі. Қалыптасқан қозғалыстағы тұтқырлы сұйық ақпа үшін Бернулли теңдеуі. Кориолис, Буссинеск коэффициенттері. Қалыптасқан, жатық өзгермелі, тұтқырлы сұйық қозғалысы үшін Бернулли теңдеуі. Ағынның толық (гидродинамикалық) арыны. Гидравликалық және пьезометрлік еңістіктер.

Қалыптасқан қозғалыстың арын шығыны

Сұйық қозғалысына әсер етуші әртүрлі факторлар. Ұқсас ағындар түсініктемесі және ұқсастық критерийі (белгісі). Рейнольдс және Фруд сандары. Гидравликалық кедергілер түсініктемесі: арын шығындарының түрлері (жергілікті және бойлық). Сұйықтың қалыптасқан қозғалысының ұзындық бойынша арын шығынының негізгі теңдеуі. Бірқалыпты сұйық қозғалысының негізгі теңдеуі. Бірқалыпты қозғалыстағы жанама кернеудің өтім қимасы бойынша таралуы. Сұйық қозғалысының режімдері. Ламинарлық және тұрбулентті сұйық қозғалысының режімдері. Рейнольдс саны. Тұрбулентті режімдегі жылдамдықтың лыпылдауы; лездік және жергілікті орташа жылдамдықтар. Арын шығынын анықтағанда қозғалыс режімдерінің ерекшеліктерін ескеру. Қалыптасқан ламинарлы қозғалыстың бойлық арын шығыны. Ламинарлы ағындағы жанама кернеу туралы Ньютон болжамдары, Ньютон-Петров теңдеуі. Ламинарлы режімдегі ағынның, цилиндрлі құбырдың өтім қимасы бойынша, орташа жылдамдығын анықтау. Дарси коэффициенті. Турбулентті қалыптасқан сұйық қозғалысының бойлық арын шығыны. Ағынның тұрбуленттік механизмі: араласу процесі; ағыс өзегі және қабырға маңындағы қабат. Гидравликалық жылтыр және бұжырлы арналар туралы түсінік. Қосымша жанама кернеудің пайда болуы. Орташаланған тұрбулентті ағынның жанама кернеуінің жалпы түрі. Жартылай эмпирикалық тұрбуленттік теориялар. Қалыптасқан тұрбулентті сұйық қозғалысындағы, өтім қимасы бойынша, орташаланған жылдамдықтардың таралуы. Жылтыр бетті және кедір-бұдырлы құбырлардағы квадраттық және квадраттық емес облыстардағы Дарси коэффициенттері. Никурадзе графигі. Шези формуласы. Өтім және жылдамдық модульдері. Шези коэффициентін анықтаудың эмпирикалық және жартылай эмпирикалық формулалары. Сұйықтың тұрбулентті қозғалысындағы жергілікті арын шығыны. Жергілікті кедергілер, олардың негізгі түрлері. Шұғыл ұлғаюдағы арын шығыны (Борд теоремасы).

Сұйықтың тесіктерден, қондырмалардан, сұғындырмалардан және қысқа құбырлардан ағып шығуы

Тұрақты тегеурінді сұйықтың тесіктен ағып шығуы. Шағын тесіктер. Жұқа жазық қабырғадағы шағын тесіктен сұйықтың атмосфераға ағып шығуы. Ақпаның сығылуы. Жылдамдық пен өтім коэффициентері. Көмілген шағын тесіктерден сұйықтын ағып шығуы. Үлкен тесіктер. Судың көмілген немесе жартылай көмілген үлкен тесіктерден ағып шығуы. Бұралған ағындардың сұйық ішінде таралуы.

Әр түрлі қондырмалар мен суғындырмалар (Вентури, Борд, цилиндрлі емес т. б.). Қондырмалар арқылы судың ағып шығуы. Қондырмадағы вакуум. Тесіктердің және саптамалардың өтім қабілеті. Қысқа құбырлардан сұйықтың ағып шығуы. Арын шығындарын қосу. Жүйенің өтім коэффициентінің түсініктемесі. Ұзын және қысқа құбырлар. Тұрақты диаметрлі қарапайым құбыр. Сифон. Сорғының сору желісі. Дюкер.

Арынды құбыр (өткізгіштер)

Гидравликалық соққы. Қақпаның кенет жабылуы. Соққы толқынының жылдамдығы. Гидравликалық соққы әсерінен қорғану шаралары. Гидравликалық таран.

Жалпы мәліметтер. Каналдың өтім қимасының гидравликалық элементтері; қалыпты тереңдік. Каналдың гидравликалық ұтымды қималары. Каналдағы су ағысының мүмкін жылдамдығы. Канал есептерінің негізгі түрлері және оларды шешу жолдары. Алмағайып еңістік. Ағынның үлесті энергиясы. Алмағайып тереңдік. Ағынның және қиманың үлесті энергиялары. Ағынның кинетикалық параметрі. Алмағайып жағдайдағы ағынның теңдеуі. Жайбарақат және буырқанған күйдегі ағындар.

Судың айнымалы қозғалысы туралы түсінік. Призма пішінді каналдар. Призма пішінді арналардағы сұйықтың жатық өзгеретін (айнымалы) қалыптаспаған қозғалысының негізгі дифференциалдық теңдеуі (Беланже-Буссинеск теңдеуі) және оны интегралдау. Әр түрлі еңістікті, призма пішінді, арналардағы еркін беттер түрлерін талдау. Бейпризмалық пішінді каналдар. Бейпризмалық арналардағы ағынның еркін бет кескінін Чарномский әдісімен тұрғызу.

ҰСЫНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

Негізгі

1. 
   Әбдіраманов Ә.Ә. Гидравлика: оқу құралы / Ә.Ә. Әбдіраманов, С.Д. Жолдасов.- Тараз: Тараз университеті, 2004 ж.- 154 б.
   
2. 
   Асанбеков Б.А. Гидравлика және гидрожетектер [Электрондық ресурс]: оқу құралы / Б.А. Асанбеков; ҚазҰАУ.- Алматы: Айтұмар, 2014.- 203 б.
   
3. 
   Ауланбергенов А.А. Гидравлика [Электрондық ресурс]: оқу құралы / А.А. Ауланбергенов, И.С. Сейтасанов, Ф.Р. Жандаулетова; ҚазҰАУ.- Алматы: ҚазҰАУ, 2012.- 186 б. 
   
4. 
   Қалыбекова Е.М.  Гидравлика [Электрондық ресурс]: оқу құралы / Е.М. Қалыбекова, Б.А. Асанбеков, Е.С. Сарқынов.- Алматы: ҚазҰАУ, 2004.- 81с.
   

Қосымша

1. 
   Әбдіраманов Ә.Ә., Жолдасов С.Қ. Гидравлика. Есептер мен жаттығулар жинағы. Тараз, 2006.
   
2. 
   Сейтасанов И.С. Гидравлика [Электронндық ресурс]: лаб. практикум / И.С. Сейтасанов, Ф.Р. Жандаулетова, Е. Ауелбек.- CD-R-700MB-52х-80min.- Алматы: КазНАУ, 2011.- 83 с. 
   
3. 
   Әбдіраманов Ә.Ә. Гидравлика [Электрондық ресурс]: лабораториялық практикум / Ә.Ә. Әбдіраманов С.Қ. Жолдасов С.Д. Қазақстан Республикасының білім және Ғылым Министрлігі; М.Х.Дулати атындағы Тараз мемлекеттік университеті.- ZD9266-CDR-A80A AZO.- Тараз: Тараз мемлекеттік университеті, 2004.- 154 с.