Гидравлика темы для рефератов

Обновлено: 04.07.2024

К естественным открытым руслам относятся реки и ручьи, к искусственным– каналы, безнапорные трубы (например, дренажные),гидротехнические тунели и т. д.

Особенность движения в открытом русле заключается в том, что поток здесь ограничен не со всех сторон, а име­ет свободную поверхность, все точки которой находятся под воздействием одинакового внешнего давления (атмос­ферного). Равномерное движение жидкости в открытых каналах или в трубопроводах с частично заполненным по­перечным сечением устанавливается, когда геомет­ри­чес­кий уклон трубопровода или дна канала имеет постоянное зна­чение по всей дли­не и форма поперечного сечения не ме­няется. Шероховатость стенок канала также должна иметь постоянное значение.

При отмеченных условиях возможно существование равномерного движения. Однако для реализации равно­мерного движения необходимо еще, чтобы попе­реч­ное сече­ние потока в канале было также постоянным по всей длине канала.

Следует отметить, что безнапорное движение воды представляет значительно более сложное явление по срав­нению с напорным движением, так как наличие сво­бод­ной поверхности потока приводит к изменению площадей живых сечений по длине последнего даже при незначительных препятствиях. Это требует рас­смот­ре­ния процессов волно–образования, заставляет в некоторых случаях счи­тать­ся с влиянием сил поверхностного натяжения и т. п.

При гидравлических расчетах открытых каналов и без­напорных трубо­про­во­дов ставится задача определения ско­рости движения жидкости в канале, площа­ди сечения и наивыгоднейшей формы канала.

При равномерном движении жидкости в открытом рус­ле гидравлический iг и пьезометрический iп уклоны, а так­же уклон дна русла iп равны между собой:

iг ­= iп = iд (5. 29)

С учетом равенства (5. 29) открытые каналы и безна­порные трубопроводы рас­считываются по формулам, ко­торые были выведены ранее для напорных тру­бо­проводов (формулы Шези и Павловского). Значения коэффициента шеро­хо­ватости п для широкого диапазона условий приведе­ны в приложении 2.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Как следует из формулы Шези, канал будет обладать наивыгоднейшей фор­мой, если при заданной площади по­перечного сечения он будет иметь наимень­ший смоченный периметр. При этом канал будет обеспечивать наибольший расход. Наиболее выгодными профилями каналов являют­ся круг и полукруг. На прак­тике чаще применяются каналы трапецеидальной формы, поскольку в грун­те полукруглое сечение достаточно трудно.

Более подробные сведения о движении воды в открытых руслах можно почерп­нуть в специальной литературе.

При движении реальной жидкости помимо потерь на трение по длине потока могут возникать и так называв мые местные потери напора. Причина последних, напри­мер в трубопроводах, – разного рода конструктивные вставки: колено 3, трой­ники 2, сужения и рас­ширения трубопровода, задвижка 1, вентили и т. п., не­обходимость применения которых связана с условиями сооружения и экс­плу­атации трубопровода.

Местные сопротивления вызывают изменение скорости движения жидкости по значению (сужение и расширение), направлению (колено) или значению и. Нап­ра­вле­нию одновременно (тройник), поэтому часто указывают на некоторую ана­логию между явлениями, наблюдаемы­ми в местных сопротивлениях, и уда­ром в твердых телах, который с механической точки зрения также характери­зуется внезапным изменением скорости.

На практике местные потери hмп определяют по формуле Вейсбаха


Если по каким-либо соображениям потерю напора же­лательно выразить через ско­рость перед местным сопро­тивлением, необходимо выполнить пересчет коэф­фициен­та местного сопротивления. Для этой цели используют соотношение ζ1/ζ2 – (s1/s2)2, где ζ1, ζ2 – коэффициенты местных сопротивлений, соответст­вую­щие сечениям s1 и s2.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.


В некоторых случаях потери напора в местных сопро­тивлениях удобно опре­де­лять по так называемой экви­валентной длине – длине прямого участка трубо­про­вода данного диаметра, на которой потеря напора на тре­ние hТР равна (экви­ва­лентна) потере напора hмп, вызы ваемой соответствующим местным со­про­тив­лением. Эк­вивалентная длина LЭ может быть найдена из равенства потери на­по­ра по длине, определяемой по формуле Дарси-Вейсбаха hтр=λ(LЭ/d)[v2/(2g)], и местных потерь напора, учитываемых формулой Вейсбаха hм.п. = ζ[v2/(2g)].

Приравнивая правые части этих формул, находим


Сложение потерь напора

Во многих случаях при движении жидкостей одновре­менно наблюдаются потери напора на трение по длине и местные потери напора. В этих случаях полная потеря напора определяется как арифметическая сумма потерь всех видов. Например, полная потеря напора в трубопро­воде длиной L, диаметром d, имею­щем η местных сопротивлений,


Выражение, стоящее в скобках, называют коэффициентом сопротивления сис­темы и обозначают через ζсист. Таким образом,


Местные сопротивления можно заменить эквивалент­ными им длинами. В рас­смат­риваемом случае эквива­лентная длина, соответствующая всем η местным сопро­тивлениям


(*)

Тогда, обозначая L+LЭ=LП, можно определять сумму потерь по формуле Дарси–­Вейсбаха. Для этого в нее вместо действительной длины трубопровода L вводят приведенную длину LП. Таким образом,

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.


(**)

Формулы (*) и (**) обычно используют при гидрав­лическом расчете трубопроводов.

Графоаналитические методы расчета трубопроводов

При гидравлическом расчете трубопроводов широко используют графо­ана­ли­ти­ческие методы. Их применение значительно облегчает и упрощает решение неко­торых сложных задач, а в отдельных случаях (например, при исследовании сов­местной работы нескольких центробежных насосов на один общий трубо­провод) является един­ственно возможным приемом, позволяющим получить иско­мое решение.

Предположим, что в простейшем случае имеется трубопровод диаметром d и длиной L и по нему перекачивается жидкость, кинематическая вязкость ν кото­рой известна. Потери напора в данном трубопроводе пред ставляют собой функ­цию только расхода жидкости, т. е. ΔH=f(Q).

Изобразим эту зависимость графически:


Для этого, произвольно задаваясь рядом значений Q вычислим соответст­вую­щие им значения потерь напора ΔН и отложим (в масштабе) по оси абсцисс зна­че­ния Q, а по оси ординат – вычисленные значения ΔH. Соединив полученные точки плавной линией, получим кривую из изменения потери напора в трубо­про­воде в зависимости от расхода. Эту кривую называют характеристической кри­вой, или гидравлической характеристикой трубопровода.

В общем случае характеристическая кривая трубо провода состоит из отдель­ных участков разной формы – прямолинейного участка для ламинарного режима (при малых Re) и параболической кривой для турбулентного режима (в области боль­ших Re), в свою очередь состоящей из участков разной крутизны (т. е. Пара­бол с различными показателями степени) в разных зонах этого режима.

Рассмотрим построение характеристик для более сложных трубопроводов. Для простоты будем считать что они лежат в одной горизонтальной плоскости.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

При последовательном соединении трубопроводов; предварительно строят ха­рак­теристики отдельных последовательно включенных участков.


На рис. изображены характеристики I, II, III участков соответственно 1, 2, 3. Так как при последовательном соединении потери напора суммируют, сложим кри­вые I, II, III по вертикали. Для этого проведем ряд прямых, параллельных оси орди­нат. Каждая из них пересечет эти кривые. Сложим ординаты точек пересе­че­ний этих прямых с кривыми. Получим ряд точек – а, b, с, …, принадле-жащих новой кривой I + II + III, которая представляет собой искомую суммар-ную ха­рак­теристику всего рассматриваемого трубопровода.

При параллельном соединении также прежде всего следует построить харак­тери­стики отдельных параллельно включенных участков.


Пусть кривые II, III, IV — такие характеристи­ки участков 2, 3, 4. Как уже ука­зы­валось, при параллель­ном соединении общий расход определяется как сумма рас­ходов в отдельных параллельно включенных участ­ках. Потери напора в них оди­на­ковы, а полные потери напора определятся как потеря напора в одном из пе­речисленных участков. Для построения суммарной ха­рактеристики необ­хо­димо провести ряд горизонтальных прямых, параллельных оси абсцисс, и сложить при по­стоянных ординатах абсциссы точек их пересечения с характе­рис­ти­ками отдельных участков. В результате получим ряд точек а, b, с,…, опре­деля­ющих суммар­ную характеристику II+III+IV трубопровода при па­рал­лель­ном соединении.

Таким образом, для построения суммарной характе­ристики сложного трубо­про­вода необходимо сложить характеристики отдельных участков (при парал­лель­ном соединении по горизонтали, при последовательном — по вертикали).

В общем случае, когда трубопровод состоит из ряда участков, соединенных между собой как последователь­но, так и параллельно, суммарную харак­те­рис­ти­ку всего трубопровода находят путем последова­тельного сложения предвари­тель­но достроенных характеристик всех отдельных участков. Сначала сумми­руют характеристики параллельно включенных участков 2, 3, 4 по горизонтали, а за-тем их суммарную харак­теристику по вертикали с характеристиками уча­стков 1 и 5, включенных последовательно.

В тех случаях, когда отдельные участки тру­бопровода лежат в раз­ных плос­костях, при по­строении и суммировании характеристик необходи­мо учи­ты­вать также раз­ность высот Δz между начальной и конечной точками участков. Харак­теристики этих участков следует строить не от начала координат, а из точек, от­стоя­щих от него по оси ординат на величину Δz. Значение Δz нужно откла­дывать вверх, если конечная точка участка располо–жена выше начальной точки (подъ­ем жидкости), и вниз, если она находится ниже начальной точки (опускание жид­кости). Аналогично следует поступать и в тех случаях, когда жидкость пода­ется в емкости с повышенным или понижен–ным давлением. В первом случае высо­ту Δp/pg, соответствующую разности начального и конечного дав­лений р1 – р2 = Δр, откладывают вверх, а во втором – вниз.

По построенным гидравлическим характеристикам трубопроводов легко опре­де­ляются необходимый перепад напоров ΔH по заданному расходу Q или расход по за­данному перепаду напоров. Например, если для простого трубопровода пост­роена его гидравлическая характеристика, то, отложив перепад на­поров ΔH = Δz на оси ординат, по соответствующей ему точке характеристики можно опре­делить расход Q. Ана­логично определяют необходимый перепад напоров при заданном расходе.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Гидравлическую характеристику трубопровода ис­пользуют также при подборе центро­бежного насоса.

Для определения необходимого диаметра трубопрово­да по заданному Q и строят, задаваясь разными зна­чениями d, график зависимости ΔH = f (d). По задан­ному значению ΔH определяют соответствующий ему диаметр трубопро­вода d.

Движение воды в русле канала. 1

Местные сопротивления 2

Сложение потерь напора 3

Графоаналитические методы расчета трубопроводов 4

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

связанные с механическим движением жидкости в различных природных и техногенных условиях. Поскольку жидкость (и газ) рассматриваются как непрерывные и неделимые физические тела, то гидравлику часто рассматривают как один из разделов механики так называемых сплошных сред, к каковым принято относить и особое физическое тело -жидкость. По этой причине гидравлику часто называют механикой жидкости или гидро­механикой; предметом её исследований являются основные законы равновесия и движе­ния жидкостей и газов. Как в классической механике в гидравлике можно выделить обще­принятые составные части: гидростатику, изучающую законы равновесия жидкости; ки­нематику, описывающую основные элементы движущейся жидкости и гидродинамику, изучающую основные законы движения жидкости и раскрывающую причины её движе­ния.

Гидравлику можно назвать базовой теоретической дисциплиной для обширного кру­га прикладных наук, с помощью которых исследуются процессы, сопровождающие рабо­ту гидравлических машин, гидроприводов. С помощью основных уравнений гидравлики и разработанных ею методов исследования, решаются важные практические задачи, связан­ные с транспортом жидкостей и газов по трубопроводам, а также с транспортом твёрдых тел по трубам и другим руслам. Гидравлика также решает важнейшие практические зада­чи, связанные с равновесием твёрдых тел в жидкостях и газах, т.е. изучает вопросы плава­ния тел.

Широкое использование в практической деятельности человека различных гидрав­лических машин и механизмов ставят гидравлику в число важнейших дисциплин, обеспе­чивающих научно-технический прогресс.

Большой практический интерес к изучению механики жидкости вызван рядом объек­тивных факторов. В - первых, наличие в природе значительных запасов жидкостей, кото­рые легко доступны человеку. Во- вторых, жидкие тела обладают рядом полезных свойств, делающих их удобными рабочими агентами в практической деятельности чело­века. Немаловажным следует считать и тот фактор, что большинство жизненно важных химических реакций обмена протекают в жидкой фазе (чаще всего в водных растворах).

По этим причинам особый интерес человек проявил к жидкостям на самой ранней стадии своего развития. Вода и воздух (иначе жидкость и газ) были отнесены к числу ос­новных стихий природы уже первобытным человеком. История свидетельствует об ус­пешном решении ряда практических задач с использованием жидкостей уже на самих ранних стадиях развития человека. Первым же научным трудом по гидравлике следует

Развитию гидромеханики (гидравлики) как самостоятельной науки в значительной степени способствовали труды русских учёных Даниила Бернулли (1700 - 1782), Леонарда Эйлера (1707 - 1783), М.В. Ломоносова (1711 - 1765). Работы этих великих русских учё­ных обеспечили настоящий прорыв в области изучения жидких тел: ими впервые были опубликованы дифференциальные уравнения равновесия и движения жидкости Эйлера, закон сохранения энергии Ломоносова, уравнение запаса удельной энергии в идеальной жидкости Бернулли.

Развитию гидравлики как прикладной науки и сближению методов изучения теоре­тических и практических вопросов используемых гидравликой и гидромеханикой способ­ствовали работы французских учёных Дарси, Буссинэ и др., а также работы Н.Е. Жуков­ского. Благодаря трудам этих учёных, а также более поздним работам Шези, Вейсбаха, Прандля удалось объединить теоретические исследования гидромеханики с практически­ми и экспериментальными работами, выполненными в гидравлике. Работы Базена, Пуа-зейля, Рейнольдса, Фруда, Стокса и др. развили учение о динамике реальной (вязкой жид­кости). Дифференциальное уравнение Навье - Стокса позволило описать движение реаль­ной жидкости как функцию параметров этой жидкости в зависимости от внешних усло­вий. Дальнейшие работы в области теоретической и прикладной гидромеханики были на­правлены на развитие методов решения практических задач, развитие новых методов ис­следования, новых направлений: теория фильтрации, газо- и аэродинамика и др.

При решении практических вопросов гидравлика оперирует всеми известными мето­дами исследований: методом анализа бесконечно малых величин, методом средних вели­чин, методом анализа размерностей, методом аналогий, экспериментальным методом.

Метод анализа бесконечно малых величин - наиболее удобный из всех методов для количественного описания процессов равновесия и движения жидкостей и газов. Этот ме­тод наиболее эффективен в тех случаях, когда приходится рассматривать движение объек­тов на атомно-молекулярном уровне, т.е. в тех случаях, когда для вывода уравнений дви­жения приходится рассматривать жидкость (или газ) с молекулярно-кинетической теории строения вещества. Основной недостаток метода - довольно высокий уровень абстракции, что требует от читателя обширных знаний в области теоретической физики и умение пользоваться различными методами математического анализа, включая векторный анализ.

Метод анализа размерностей может рассматриваться в качестве одного из дополни­тельных методов исследований и предполагает всестороннее знания изучаемых физиче­ских процессов.

Методом аналогий - используется в тех случаях, кода имеются в наличии детально изученные процессы, относящиеся к тому же типу взаимодействия вещества, что и изу­чаемый процесс.

Экспериментальный метод является основным методом изучения, если другие мето­ды по каким- либо причинам не могут быть применены. Этот метод также часто использу­ется как критерий для подтверждения правильности результатов полученных другими ме­тодами.

В конечном счёте, метод изучения движения жидкости, а также уровень изучения (макро или микро) выбирается из условий практической постановки задач и соотношения характерных размеров. Основным мерилом для этих характерных размеров может быть длина свободного пробега молекул. Так для изучения движения жидкости на макро уров­не необходимо, чтобы характерные размеры: L (некоторая длина) и d (ширина) по отно­шению к длине свободного пробега молекул А, находились в соответствии:


1. Общие сведения о жидкости 1.1. Жидкость как физическое тело

Чтобы представить и правильно понять характер поведения жидкости в различных условиях необходимо обратиться к некоторым представлениям классической физики о жидкости как физическом теле. Не ставя перед собой цель детального и всестороннего описания жидких тел, что подробно рассматривается в классическом курсе физики, на­помним лишь некоторые положения, которые могут пригодиться при изучении гидравли­ки как самостоятельной дисциплины.

Так, согласно молекулярно-кинетической теории строения вещества все физические тела в природе (независимо от их размеров) находятся в постоянном взаимодействии ме­жду собой. Степень (интенсивность) взаимодействия зависит от масс этих тел и от рас­стояния между телами. Количественной мерой взаимодействия тел является сила, которая пропорциональна массе тел и всегда будет убывать при увеличении расстояния между те­лами. В зависимости от размеров тел (элементарные частицы, атомы и молекулы, макро­тела) характер взаимодействия будет различным. Согласно классическим представлениям физики можно выделить четыре вида взаимодействия тел. Каждый вид взаимодействия обусловлен наличием своего переносчика взаимодействия. Два вида взаимодействия от­носятся к типу дальнодействующих и повседневно наблюдаются человеком: гравитацион­ное и электромагнитное. При электромагнитном взаимодействии происходит процесс из­лучения и поглощения фотонов. Именно этот процесс порождает электромагнитные силы, под действием которых протекают практически все процессы в природе, которые мы на­блюдаем. Характерной особенностью этого (электромагнитного) взаимодействия является то, что его проявление зависит от многих внешних условий, которые приводят к различ­ным наблюдаемым результатам. Так имея одну и туже природу взаимодействия (электро­магнитную) мы изучаем, на первый взгляд, совершенно разные физические процессы: движение жидкости, трение, упругость, передачу тепла, движение зарядов в электриче­ском поле и т.д. И, как следствие, дифференциальные уравнения, описывающие эти про­цессы, одинаковые.

Согласно молекулярно-кинетической теории строения вещества молекулы находятся в равновесии и, как материальные объекты постоянно взаимодействуют друг с другом. Такое равновесие нельзя считать абсолютным, т.к. молекулы находятся в состоянии хао­тического движения (колебания) вокруг центра своего равновесия. Расстояния между молекулами вещества будет зависеть от величин сил действующих на молекулы. Независимо от природы действующих сил их можно сгруппировать на силы притяжения и силы отталкивания.

больше длительности времени релаксации t 0 , т.к. в противном случае жидкость не успеет

начать своё движение, и будет испытывать упругое сжатие подобно твёрдому телу. Тогда процесс движения жидкости будет характеризовать свойство текучести присущее практи­чески только жидким телам. Тела с такими свойствами относятся к категории жидких тел.

При этом следует отметить, что чётких и жёстких границ между твёрдыми, жидкими и газообразными телами нет. Имеется большая группа тел занимающих промежуточное положение между твёрдыми телами и жидкостями и между жидкостями и газами. Вообще говорить о состоянии вещества можно только при вполне определённых внешних услови­ях. В качестве стандартных условий приняты условия при температуре 20 °С и атмосфер­ном давлении. Стандартные (нормальные) условия вполне соотносятся с понятием благо­приятных внешних условий для существования человека. Понятие о состоянии вещества необходимо дополнить. Так при увеличении кинетической энергии молекул вещества (на­грев вещества) твёрдые тела могут перейти в жидкое состояние (плавление твёрдого тела) и твёрдые тела приобретут при этом некоторые свойства жидкостей. Подобно этому уве­личение кинетической энергии молекул жидкого вещества может привести жидкость в газообразное состояние (парообразование) и при этом жидкость будет иметь свойства со­ответствующие газам. Аналогичным способом можно превратить расплавленное твёрдое тело в пар, если в большей степени увеличить кинетическую энергию колебательного движения молекул первоначально твёрдого вещества. Уменьшение кинетической энергии молекул (охлаждение вещества) приведёт процесс в обратном направлении. Газ может быть превращён в жидкое, а, затем и в твёрдое состояние

Изучение реальных жидкостей и газов связано со значительными трудностями, т.к. физические свойства реальных жидкостей зависят от их состава, от различных компонен­тов, которые могут образовывать с жидкостью различные смеси как гомогенные (раство­ры) так и гетерогенные (эмульсии, суспензии и др.) По этой причине для вывода основ­ных уравнений движения жидкости приходится пользоваться некоторыми абстрактными моделями жидкостей и газов, которые наделяются свойствами неприсущими природным жидкостям и газам.

Идеальная жидкость - модель природной жидкости, характеризующаяся изотропно­стью всех физических свойств и, кроме того, характеризуется абсолютной несжимаемо­стью, абсолютной текучестью (отсутствие сил внутреннего трения), отсутствием процес­сов теплопроводности и теплопереноса.

Реальная жидкость - модель природной жидкости, характеризующаяся изотропно­стью всех физических свойств, но в отличие от идеальной модели, обладает внутренним трением при движении.

Идеальный газ - модель, характеризующаяся изотропностью всех физических свойств и абсолютной сжимаемостью.

Реальный газ - модель, при которой на сжимаемость газа при условиях близких к нормальным условиям существенно влияют силы взаимодействия между молекулами.

При изучении движения жидкостей и газов теоретическая гидравлика (гидромехани­ка) широко пользуется представлением о жидкости как о сплошной среде. Такое допуще­ние вполне оправдано, если учесть, что размеры пространства занимаемого жидкостью, во много раз превосходят межмолекулярные расстояния (исключением можно считать лишь разряженный газ). При изучении движения жидкостей и газов последние часто рассматри­ваются как жидкости с присущими им некоторыми особыми свойствами. Всвязи с этим принято различать две категории жидкостей: капельные жидкости (практически несжи­маемые тела, или собственно жидкости) и сжимаемые жидкости (газы).

1.2. Основные физические свойства жидкостей

Плотность и удельный вес. К основным физическим свойствам жидкостей следует отнести те её свойства, которые определяют особенности поведения жидкости при её движении. Такими являются свойства, характеризующие концентрацию жидкости в про­странстве, свойства, определяющие процессы деформации жидкости, определяющие ве­личину внутреннего трения в жидкости при её движении, поверхностные эффекты.

Важнейшим физическим свойством жидкости, определяющим её концентрацию в пространстве, является плотность жидкости. Под плотностью жидкости понимается масса единицы объёма жидкости:


где: М - масса жидкости,

W - объём, занимаемый жидкостью.

В международной системе единиц СИ масса вещества измеряется в кг, объём жидко­го тела в м 3 , тогда размерность плотности жидкости в системе единиц СИ - кг/м 3 . В сис­теме единиц СГС плотность жидкости измеряется в г/см 3 .

Величины плотности реальных капельных жидкостей в стандартных условиях изме­няются в системе единиц СИ в широких пределах от 700 кг/м 3 до 1800 кг/м 3 , а плотность ртути достигает 13550 кг/м , плотность чистой воды составляет 998 кг/м 3 . В системе единиц СГС пределы изменения плотности жидкости от 0,7 г/см до 1,8 г/см 3 , плотность чистой воды 0,998 г/см . Величины плотности газов меньше плотности капельных жидко­стей приблизительно на три порядка, т.е. в системе единиц СИ плотности газов при атмо­сферном давлении и температуре О °С изменяются в пределах от 0,09 кг/м 3 до 3,74 кг/м , плотность воздуха составляет 1,293 кг/м 3 .

Плотность капельных жидкостей при стандартных условиях, р кг/м 3

Плотность газов при атмосферном дав­лении и температуре 0 °С, р кг/м 3

Широкое применение гидравлики

Развитию гидромеханики (гидравлики) как самостоятельной науки в значительной степени способствовали труды русских учёных Даниила Бернулли (1700 - 1782), Леонарда Эйлера (1707 - 1783), М.В. Ломоносова (1711 - 1765). Работы этих великих русских учёных обеспечили настоящий прорыв в области изучения жидких тел: ими впервые были опубликованы дифференциальные уравнения равновесия и движения жидкости Эйлера, закон сохранения энергии Ломоносова, уравнение запаса удельной энергии в идеальной жидкости Бернулли. Развитию гидравлики как прикладной науки и сближению методов изучения теоретических и практических вопросов используемых гидравликой и гидромеханикой способствовали работы французских учёных Дарси, Буссинэ и др., а также работы Н.Е. Жуковского. Благодаря трудам этих учёных, а также более поздним работам Шези, Вейсбаха, Прандля удалось объединить теоретические исследования гидромеханики с практическими и экспериментальными работами, выполненными в гидравлике. Работы Базена, Пуазейля, Рейнольдса, Фруда, Стокса и др. развили учение о динамике реальной (вязкой жидкости). Дифференциальное уравнение Навье - Стокса позволило описать движение реальной жидкости как функцию параметров этой жидкости в зависимости от внешних условий.

Методы исследования

Дальнейшие работы в области теоретической и прикладной гидромеханики были направлены на развитие методов решения практических задач, развитие новых методов исследования, новых направлений: теория фильтрации, газо- и аэродинамика и др. При решении практических вопросов гидравлика оперирует всеми известными методами исследований: методом анализа бесконечно малых величин, методом средних величин, методом анализа размерностей, методом аналогий, экспериментальным методом.

· Метод анализа бесконечно малых величин - наиболее удобный из всех методов для количественного описания процессов равновесия и движения жидкостей и газов. Этот метод наиболее эффективен в тех случаях, когда приходится рассматривать движение объектов на атомно-молекулярном уровне, т.е. в тех случаях, когда для вывода уравнений движения приходится рассматривать жидкость (или газ) с молекулярно-кинетической теории строения вещества. Основной недостаток метода - довольно высокий уровень абстракции, что требует от читателя обширных знаний в области теоретической физики и умение пользоваться различными методами математического анализа, включая векторный анализ.

· Метод аналогий - используется в тех случаях, кода имеются в наличии детально изученные процессы, относящиеся к тому же типу взаимодействия вещества, что и изучаемый процесс.

· Экспериментальный метод является основным методом изучения, если другие методы по каким- либо причинам не могут быть применены. Этот метод также часто используется как критерий для подтверждения правильности результатов полученных другими методами.

В конечном счёте, метод изучения движения жидкости, а также уровень изучения (макро или микро) выбирается из условий практической постановки задач и соотношения характерных размеров. Основным мерилом для этих характерных размеров может быть длина свободного пробега молекул. Так для изучения движения жидкости на макро уровне необходимо, чтобы характерные размеры: L (некоторая длина) и d (ширина) по отношению к длине свободного пробега молекул А, находились в соответствии:

Жидкость как физическое тело

Изучение реальных жидкостей и газов

Изучение реальных жидкостей и газов связано со значительными трудностями, т.к. физические свойства реальных жидкостей зависят от их состава, от различных компонентов, которые могут образовывать с жидкостью различные смеси как гомогенные (растворы) так и гетерогенные (эмульсии, суспензии и др.) По этой причине для вывода основных уравнений движения жидкости приходится пользоваться некоторыми абстрактными моделями жидкостей и газов, которые наделяются свойствами неприсущими природным жидкостям и газам. Идеальная жидкость - модель природной жидкости, характеризующаяся изотропностью всех физических свойств и, кроме того, характеризуется абсолютной несжимаемостью, абсолютной текучестью (отсутствие сил внутреннего трения), отсутствием процессов теплопроводности и теплопереноса.

Реальная жидкость - модель природной жидкости, характеризующаяся изотропностью всех физических свойств, но в отличие от идеальной модели, обладает внутренним трением при движении. Идеальный газ - модель, характеризующаяся изотропностью всех физических свойств и абсолютной сжимаемостью. Реальный газ - модель, при которой на сжимаемость газа при условиях, близких к нормальным условиям существенно влияют силы взаимодействия между молекулами. При изучении движения жидкостей и газов теоретическая гидравлика (гидромеханика) широко пользуется представлением о жидкости как о сплошной среде. Такое допущение вполне оправдано, если учесть, что размеры пространства занимаемого жидкостью, во много раз превосходят межмолекулярные расстояния (исключением можно считать лишь разряженный газ). При изучении движения жидкостей и газов последние часто рассматриваются как жидкости с присущими им некоторыми особыми свойствами. Всвязи с этим принято различать две категории жидкостей: капельные жидкости (практически несжимаемые тела, или собственно жидкости) и сжимаемые жидкости (газы).

Основные физические свойства жидкостей

К основным физическим свойствам жидкостей следует отнести те её свойства, которые определяют особенности поведения жидкости при её движении. Такими являются свойства, характеризующие концентрацию жидкости в пространстве, свойства, определяющие процессы деформации жидкости, определяющие величину внутреннего трения в жидкости при её движении, поверхностные эффекты. Важнейшим физическим свойством жидкости, определяющим её концентрацию в пространстве, является плотность жидкости. Под плотностью жидкости понимается масса единицы объёма жидкости:

где: М - масса жидкости,

W - объём, занимаемый жидкостью.

В международной системе единиц СИ масса вещества измеряется в кг, объём жидкого тела в м 3 , тогда размерность плотности жидкости в системе единиц СИ - кг/м 3 . В системе единиц СГС плотность жидкости измеряется в г/см 3 . Величины плотности реальных капельных жидкостей в стандартных условиях изменяются в системе единиц СИ в широких пределах от 700 кг/м 3 до 1800 кг/м 3 , а плотность ртути достигает 13550 кг/м , плотность чистой воды составляет 998 кг/м 3 . В системе единиц СГС пределы изменения плотности жидкости от 0,7 г/см до 1,8 г/см 3 , плотность чистой воды 0,998 г/см . Величины плотности газов меньше плотности капельных жидкостей приблизительно на три порядка, т.е. в системе единиц СИ плотности газов при атмосферном давлении и температуре О °С изменяются в пределах от 0,09 кг/м 3 до 3,74 кг/м, плотность воздуха составляет 1,293 кг/м 3 .

Плотность капельных жидкостей и газов зависит от температуры и давления. Зависимость величины плотности жидкости и газа при температуре отличной от 20 °С определяется по формуле Д.И. Менделеева:

где: р и р20 - плотности жидкости (газа) при температурах соответственно

ГиГо=20°С, вi- коэффициент температурного расширения. Исключительными особенностями обладает вода, максимальная плотность которой отмечается при 4 °С. Плотность капельных жидкостей в зависимости от давления может быть определена в соответствии с уравнением состояния упругой жидкости:

* где: - плотность капельной жидкости при атмосферном давлении рат , - коэффициент объёмного сжатия капельной жидкости.

Плотность идеальных газов при давлениях отличных от атмосферного можно определить по известному закону газового состояния Менделеева-Клайперона:

Где задействовано давление, удельный объём газа, универсальная газовая постоянная, температура газа.

Кроме абсолютной величины плотности капельной жидкости, на практике пользуются и величиной её относительной плотности, которая представляет собой отношение величины абсолютной плотности жидкости к плотности чистой воды при температуре 4 °С:

Относительная плотность жидкости - величина безразмерная.

Имеется аналогичная характеристика и для газов. Под относительной плотностью газа (по воздуху) понимается отношение величины абсолютной плотности газа к плотности воздуха при стандартных условиях.

Плотность жидкости

О плотности жидкости косвенно можно судить по весовому показателю, - удельному весу жидкости. Под удельным весом жидкости (газа) понимается вес единицы объёма жидкости (газа):

G вес жидкости (газа),

где: W объем, занимаемый жидкостью (газом).

Связь между плотностью и удельным весом жидкости такая же как и между массой тела и её весом:

Размерность удельного веса жидкости в системе единиц СИ н/м 3 , удельный вес чистой воды составляет 9810 н/м 3 . Аналогично вводится понятие об относительном удельном весе жидкости,

На практике величина плотности жидкости определяется с помощью простейшего прибора - ареометра. По глубине погружения прибора в жидкость судят о её плотности.

Упругость

Об упругости можно сказать тоже, так как капельные жидкости относятся к категории плохо сжимаемых тел. Причины незначительных изменений объёма жидкости при увеличении давления очевидны, т.к. межмолекулярные расстояния в капельной жидкости малы и при деформации жидкости приходится преодолевать значительные силы отталкивания, действующие между молекулами, и даже испытывать влияние сил, действующих внутри атома. Тем не менее, сжимаемость жидкостей в 5 - 10 раз выше, чем сжимаемость твёрдых тел, т.е. можно считать, что все капельные жидкости обладают упругими свойствами. Оценка упругих свойств жидкостей может осуществляться по ряду специальных параметров, коэффициент объёмного сжатия жидкости представляет собой относительное изменение объёма жидкости при изменении давления на единицу. По существу это известный закон Гука для модели объёмного сжатия:

Формула включает начальный объём жидкости, (при начальном давлении), и коэффициент объёмного (упругого) сжатия жидкости. Считается, что коэффициент объёмного сжатия жидкости зависит с достаточно большой точностью только от свойств самой жидкости и не зависит от внешних условий. Коэффициент объёмного сжатия жидкости имеет размерность обратную размерности давления, т.е. м/н. адиабатический модуль упругости жидкости К, зависящий от термодинамического состояния жидкости (величина обратная коэффициенту объёмного сжатия жидкости):

Величина модуля упругости жидкости имеет размерность напряжения, т.е. н/м. Об упругих свойствах капельной жидкости можно судить по скорости распространения продольных волн в жидкой среде, которая равна скорости звука в покоящейся жидкости:

С упругими свойствами капельных жидкостей также связаны представления о сопротивлении жидкостей растяжению. Теоретически в чистых жидкостях могут быть достигнуты довольно значительные напряжения. Однако, в реальных жидкостях при наличии в них даже весьма незначительных примесей (твёрдые частицы, газ) уменьшает величину сопротивления жидкости растяжению практически до 0. По этой причине можно считать, что в капельных жидкостях напряжения растяжению невозможны. Об упругих свойствах газов можно судить исходя из классического уравнения Пуассона:

где: п - показатель адиабаты равный отношению теплоёмкости газа при постоянном давлении к величине теплоёмкости газа при постоянном объёме.

Для оценки упругих свойств движущегося газа пользуются не абсолютной величиной скорости звука сзв, а отношением скорости потока газа v к скорости звука в газе. Этот показатель носит название числа Маха:

Вязкость

И немного о вязкости. При движении реальных (вязких) жидкостей в них возникают внутренние напряжения, обусловленные силами внутреннего трения жидкости. Природа этих сил довольно сложна; возникающие в жидкости напряжения связаны с процессом переноса импульса (вектора массовой скорости движения жидкости). При этом возникающие в жидкости напряжения обусловлены двумя факторами: напряжениями, возникающими при деформации сдвига и напряжениями, возникающими при деформации объёмного сжатия. Наличие сил вязкостного трения в движущейся жидкости подтверждается простым и наглядным опытом. Если в цилиндрическую ёмкость, заполненную жидкостью опустить вращающийся цилиндр, то вскоре придёт в движение (начнёт вращаться вокруг своей оси в том же направлении, что и вращающийся цилиндр) и сама ёмкость с жидкостью. Этот факт свидетельствует о том, что вращательный момент от вращающегося цилиндра был передан через вязкую жидкость самой ёмкости, заполненной жидкостью. Напряжения, возникающие при деформации сдвига согласно гипотезе Ньютона пропорциональны градиенту скорости в движущихся слоях жидкости, а сила трения между слоями движущейся жидкости будет пропорциональна площади поверхности движущихся слоев жидкости:

T - сила трения между слоями движущейся жидкости,

S- площадь поверхности слоев движущейся жидкости,

- касательные напряжения, возникающие в жидкости при деформации сдвига,

коэффициент динамической вязкости жидкости.

Величина коэффициента динамической вязкости жидкости при постоянной температуре и постоянном давлении зависит от внутренних (химических) свойств самой жидкости. Размерность коэффициента динамической вязкости в системе единиц СИ: н с/м 2 , в системе СГС - д-с/см . Последняя размерность носит название пуаза (пз). Таким образом, пз =1 д-с/см ,

а соотношение между единицами вязкости. 1да=0,1 н с/м 2 . Помимо коэффициента динамической вязкости жидкости широко используется коэффициент кинематической вязкости жидкости v, представляющий собой отношение коэффициента динамической вязкости к плотности жидкости:

В системе единиц СИ коэффициент кинематической вязкости измеряется в м/с, в системе единиц СГС единицей измерения коэффициента кинематической вязкости жидкости является стоке (cm), т.е. 1 cm = 1 см /с.

Коэффициент динамической вязкости чистой воды составляет 1-10~ 3 н-с/м (или 0,01 пз), коэффициент кинематической вязкости чистой воды составляет МО" м /с (или 0,01 cm). Коэффициенты вязкости жидкостей варьируют в весьма широких пределах от 0,0003 до 0,139 н-с/л/ 2 .

Вязкость жидкости в значительной степени зависит от температуры и давления. При увеличении температуры капельной жидкости коэффициенты её вязкости (как динамический, так и кинематический) резко снижается в десятки и сотни раз, что обусловлено увеличением внутренней энергии молекул жидкости по сравнению с энергией межмолекулярной связи в жидкости. Зависимость вязкости капельной жидкости от температуры может быть выражена в виде экспоненциальной зависимости:

Q - 20 °С,

- экспериментальный температурный коэффициент. Зависимость вязкости жидкости от авления в широком диапазоне давлений остаётся практически линейной:

где: - вязкость жидкости при атмосферном давлении, ар - экспериментальный коэффициент пропорциональности. Газы обладают несравнимо более низкими коэффициентами вязкости от 0,0000084 до 0,0000192 н-с/м 2 , и в отличие от капельных жидкостей вязкость газов увеличивается при увеличении температуры, т.к. с увеличением температуры газа возрастают скорости теплового движения молекул и, соответственно, увеличивается число соударений молекул газа, что делает газ более вязким. Зависимость вязкости газа от давления ничем не отличается от аналогичной зависимости для капельных жидкостей. Измерение вязкости жидкостей осуществляется с помощью вискозиметров, работающих на принципе истечения жидкости через малое калиброванное отверстие; вязкость вычисляется по скорости истечения.

Кроме деформации сдвига внутреннее сопротивление в жидкости возникает и при объёмном сжатии жидкости, т.е. сжимаемая жидкость стремится восстановить состояние первоначального равновесия. Этот процесс, в некоторой степени, аналогичен проявлению сил сопротивления при деформации сдвига, хотя сам процесс и отличается по своей сути. По этой причине говорят, что в жидкости проявляется так называемая вторая вязкость Ј, обусловленная деформацией объёмного сжатия жидкости.

Представлены указания для выполнения контрольной работы, указания к реферату и практическим занятиям, подготовке презентации по теме реферата

© Макотрина Л.В., 2015

технический университет, 2015

При изучении дисциплины студент должен выполнить:

1. Контрольную работу

2. Написать и защитить реферат (или сделать презентацию)

3. Сделать отчет по практическим занятиям (во время сессии)

4. Сдать экзамен.

Основная структура дисциплины.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 ЗЕТ (108 ч)

Таблица 1 – Структура дисциплины

Вид учебной работы Трудоемкость, часов
Всего Курс № 2 Курс №3
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия, в том числе:
лекции
лабораторные занятия - - -
практические занятия -
Самостоятельная работа, в том числе контрольная работа
Вид промежуточной аттестации Экзамен, 9 ч. Экзамен, 9 ч.

Студент получает допуск к экзамену, если набрал 70 баллов. Студент получает оценку за экзамен (по совокупности сделанных работ), если набрал 80-100 баллов по следующей шкале:

Количество баллов
Максимальное Минимальное
Выполнение заданий на практическое занятие
Контрольная работа (самостоятельное изучение разделов дисциплины, контрольные вопросы по разделам)
Реферат, доклад
Презентация
Всего:

По контрольной работе и контрольным вопросам:

· 70 баллов – все ответы верные

Реферат, доклад:

· 10 баллов – реферат полностью отражает поставленную тему, хорошо оформлен и доложен.

Презентация:

· 20 баллов – хорошее оформление, иллюстрации, четко изложена тема, хорошо доложен, правильные ответы на вопросы.

При получении 80-100 баллов студент может получить оценку без сдачи экзамена.

Контрольная работа

В контрольную работу входит самостоятельное изучение разделов дисциплины (результат – ответы на контрольные вопросы) и выполнение заданий.

Самостоятельное изучение разделов дисциплины студент осуществляет по учебному пособию:

Макотрина Л.В. Водоснабжение и водоотведение с основами
гидравлики : учеб. пособие. − Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012 − 167 с. или

Макотрина Л.В. Водоснабжение и водоотведение с основами
гидравлики : учеб. пособие. − Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2014 − 178 с.

Материал следует внимательно прочитать, ответить на контрольные вопросы по каждой главе, выполнить задания: зарисовать схемы, таблицы и т.д. Задания делятся на:

– задания для всех,

– задание на выбор, т.е. студент выбирает номер задания по последней цифре номера зачетки.

Контрольные вопросы (глава 2)

1. Что представляет собой схема системы водоснабжения поселения, из каких основных элементов она состоит?

2. Как можно охарактеризовать источники водоснабжения (поверхностные, подземные)?

3. Какие водозаборные сооружения применяются для забора воды из поверхностных источников?

4. Как устроен береговой водозабор?

5. Чем отличается русловый водозабор от берегового?

6. Что относится к специальным водозаборным сооружениям?

7. Какие водозаборные сооружения применяются для подземных вод?

8. Для чего и как устраивают зоны санитарной охраны?

9. Как классифицируются насосные станции? Что размещают в здании насосной станции?

10.Какие насосные установки применяют в насосных станциях?

11.Где и зачем устанавливают насосные станции первого подъема? Где и зачем устанавливают насосные станции второго подъема?

12.Дайте характеристику параметров насосов.

13.Какие требования предъявляют к качеству воды?

14.Какие свойства называются органолептическими?

15.Что относится к физическим свойствам воды?

16.Что относится к химическим свойствам воды?

17.Что такое жесткость воды?

18.Назовите методы очистки питьевой воды.

19.Для чего применяют коагулянты?

20.В каких сооружениях очищают воду?

21.Какие сооружения входят в состав схемы очистки воды?

22.Как и где осуществляется процесс осветления воды?

23.Какие способы обеззараживания применяют для питьевой воды? Зачем нужен остаточный хлор в воде?

24.Какими способами осуществляют умягчение воды?

25.Как прокладывают водопроводные сети? Какая схема сети более надежная в работе?

26.Из каких материалов изготавливают водопроводные трубы?

27.Какие виды арматуры применяют на водопроводной сети?

28.От чего зависят нормы водопотребления? Приведите примеры норм водопотребления

29.От чего зависит свободный напор?

30.От чего зависит глубина заложения водопроводных труб?

Задание для всех

1. Покажите общий вид схемы системы водоснабжения (план, разрез).

2. Таблица показателей качества воды

Задание на выбор(по последней цифре номера зачетки)

1. Схема водоприемника берегового типа

2. Схема водоприемника руслового типа

3. Схема и описание устройства скважины

4. Схема и описание устройства шахтного колодца

5. Схема и описание устройства горизонтального водозабора

6. Схема и описание устройства лучевого водозабора, схема и описание устройства каптажного водозабора

7. Схема насосной установки

8. Схемы очистки воды (с описанием) – а, б

9. Схема очистки воды (с описанием) – б, в

10.Схема конфигурации водопроводной сети, схема водонапорной башни

Контрольные вопросы (глава 3)

1. По каким признакам классифицируются системы внутреннего водопровода?

2. Дайте краткую характеристику элементов внутреннего водопровода.

3. Как устроен ввод в здание?

4. Из чего состоят водомерные узлы

5. Как подобрать счетчик воды?

6. Как устроена сеть внутреннего водопровода?

7. Какие схемы сети внутреннего водопровода вы знаете?

8. Каковы основные требования к прокладке внутренней сети?

9. Из каких материалов монтируют внутренний водопровод?

10.Как характеризуется режим водопотребления в здании?

11.Как определяют расчетные расходы воды?

12.Нормы водоснабжения, расчетные расходы воды.

13.Что включает в себя гидравлический расчет сети?

14.Что такое диктующая точка?

15.Какой уклон в сети водоснабжения и зачем он нужен?

16.Как определить требуемый напор?

17.Какие установки применяют для повышения напора?

18.В каких случаях применяют насосные установки в системе водоснабжения зданий?

19.Как работают гидропневматические установки в системе водоснабжения зданий?

20.Как работает система с пожарными кранами?

21.В каких случаях применяют автоматические и дренчерные системы пожаротушения?

22.Для чего устраивают поливочные водопроводы?

23.Из каких элементов состоит поливочный водопровод?

24.На каком расстоянии друг от друга устанавливают поливочные краны?

25.Какие схемы сети применяются в фонтанах?

Задание для всех

Схема основных элементов внутреннего водоснабжения

Схема водомерного узла

Схемы сетей внутреннего водопровода здания

Задание на выбор(по последней цифре номера зачетки)

1. Схемы устройства вводов в здание

2. Схема зонного водоснабжения высотного здания (а)

3. Схема зонного водоснабжения высотного здания (б)

4. Схема зонного водоснабжения высотного здания (в)

5. Схема обвязки насосов

6. Схема и описание устройства водонапорного бака

7. Схема гидропневматических установок

8. Схема пожарного крана

9. Схема спринклера

10.Схема водоснабжения фонтанов

Контрольные вопросы (глава 4)

1. Как классифицируют системы горячего водоснабжения?

2. Какие виды топлива применяют в системе местного горячего водоснабжения зданий?

3. Каковы требования к температуре горячей воды?

4. Каковы требования к качеству горячей воды?

5. Из каких элементов состоит система горячего водоснабжения?

6. Какие типы водонагревателей применяют в системе горячего водоснабжения зданий?

7. Как устроены трубчатые водонагреватели для централизованных систем горячего водоснабжения?

8. Как устроены пластинчатые водонагреватели для централизованных систем горячего водоснабжения?

9. Что такое циркуляция, зачем она необходима?

10.Что относится к особенностям устройства системы горячего водоснабжения зданий?

Задание для всех

Принципиальные схемы местного и централизованного снабжения горячей водой зданий

Общая схема централизованного горячего водоснабжения

Двухтрубная схема горячего водоснабжения

Задание на выбор(по последней цифре номера зачетки)

1. Схема емкостного водонагревателя

2. Схема трубчатого противоточного водонагревателя

3. Схема компоновки пластинчатого теплообменника

4. Схема полотенцесушителя

5. Схема емкостного водонагревателя

6. Схема трубчатого противоточного водонагревателя

7. Схема компоновки пластинчатого теплообменника

8. Схема полотенцесушителя

9. Схема емкостного водонагревателя

10.Схема трубчатого противоточного водонагревателя

Контрольные вопросы (глава 5)

1. Как классифицируются системы внутренней канализации?

2. Из каких элементов состоит система внутренней канализации?

3. Из каких материалов монтируют внутреннюю канализационную сеть?

4. Дайте краткую характеристику приемникам сточных вод.

5. Каковы основные требования к приемникам сточных вод?

6. Для чего нужны гидрозатворы?

7. Как устроены гидрозатворы?

8. Как устроена внутренняя канализационная сеть?

9. Какие устройства применяются для прочистки канализационной сети?

10.Из чего состоит дворовая, внутриквартальная канализация?

11.Как определяются расчетные расходы сточных вод?

12.От чего зависят нормы расхода сточных вод?

13.Каковы диаметры различных участков сетей внутренней канализации?

14.Каковы рекомендуемые диаметры, скорости, уклоны, наполнения в дворовой канализационной сети?

15.Из чего состоят твердые бытовые отходы (ТБО)?

16.Назовите способы удаления твердых бытовых отходов из квартир, зданий поселений за их пределы.

17.Какие способы переработки ТБО вы знаете?

18.Что представляют собой мусоропроводы?

19.Что означает сортировка ТБО?

20.На каких заводах можно перерабатывать ТБО

21.Чем различаются внутренние и наружные водостоки?

22.Что относится к элементам системы водостоков?

23.Что представляют собой открытые и закрытые выпуски?

24.Зачем ставят гидрозатвор на открытом выпуске?

25.Куда отправляют ливневые стоки?

Задание

Для всех

Схема элементов системы внутренней канализации

Внутренняя канализационная сеть (фасонные части)

Схемы вариантов трассировки дворовых сетей

Задание на выбор(по последней цифре номера зачетки)

1. Устройство ревизии

2. Устройство прочистки

3. Устройство трапов

4. Устройство гидрозатворов

5. Вытяжная часть стояка

6. Фрагмент устройства канализационного выпуска

7. Схемы вариантов трассировки дворовых сетей

8. Дворовая канализационная сеть

9. Схема мусоропровода

10.Схемы внутренних водостоков

Контрольные вопросы (глава 6)

1. Как устроена и оборудована канализационная сеть

2. Что называется сточной жидкостью?

3. Что входит в состав сточных вод?

4. Из каких элементов состоит система сплавного водоотведения?

5. Для чего применяют дюкер?

6. Когда устанавливают насосные станции?

7. Какие сточные воды можно сплавлять в городскую сеть?

8. Перечислите схемы канализационной сети

9. При каких условиях применяются перпендикулярная, пересеченная, параллельная, зонная и радиальная схема?

10.Назовите схемы трассирования уличных сетей

11.Чему равна норма водоотведения?

12.Какой режим поступления сточных вод в сеть?

13.Что такое самоочищающая скорость?

14.От чего зависит самоочищающая скорость?

15.Почему скорость движения сточной жидкости в канализационных трубах следует ограничивать?

16.От чего зависит минимальная глубина заложения трубопроводов водоотводящей сети?

17.Из каких материалов монтируют трубопроводы водоотводящей сети?

18.Когда на канализационной сети сооружают перепадные колодцы?

19.Из чего состоит насосная станция?

20.Какие насосы чаще всего используют для перекачки сточных вод?

21.Какие показатели определяют для сточных вод?

22.Какие методы очистки сточных вод вы знаете?

23.Какие загрязнения удаляются механическими способами?

24.Какие загрязнения удаляются биохимическими способами?

25.Для какой цели применяют коагулирование? В чем его сущность?

26.Каким образом происходит обеззараживание сточных вод?

27.Какие сооружения применяют при механической очистке точных вод?

28.Какие сооружения применяют при биохимической очистке городских сточных вод?

29.Что такое активный ил?

30.Какие процессы включает в себя глубокая очистка?

31.На какие группы подразделяются осадки сточных вод?

32.В каких условиях может осуществляться стабилизация осадков?

33.Что входит в технологическую схему обработки осадков сточных вод?

34.В каких сооружениях происходит обработка осадка?

Задание для всех

Схема водоотведения населенного пункта

Варианты схем водоотводящих сетей

Трассировка уличных сетей

Задание на выбор(по последней цифре номера зачетки)

1. Таблица зависимости наполнения от диаметра труб

2. Схема типового колодца

4. Схема механической и биологической очистки сточных вод

5. Схема решетки

6. Основные схемы песколовок

7. Схема радиального отстойника

8. Схема вертикального отстойника

9. Схема биофильтра

10.Схема обработки органических осадков

Контрольные вопросы (глава 7)

1. Что входит в системы жизнеобеспечения?

2. Что такое инженерное оборудование поселений?

3. Какие коммуникации предназначены для обеспечения жизнедеятельности людей?

4. Как располагаются в плане различные коммуникации?

5. Приведите пример размещения сетей различного назначения в вертикальной плоскости.

6. На каком расстоянии друг от друга размещаются различные трубопроводы при прокладке под землей?

7. Что означает раздельная прокладка сетей?

8. Что означает совместная прокладка сетей в одной траншее?

9. В каких местах прокладывают городские сети?

10.От чего зависит глубина заложения различных трубопроводов?

11.На какие цели используется вода на промышленных площадках?

Задание для всех

Пример расположения подземных инженерных сетей

Совмещенная прокладка трубопроводов в тоннелях

Контрольную работу следует оформить на листах белой бумаги формата А4 в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оформлению письменных работ: СТО ИрГТУ 005–2007. Система менеджмента качества: учебно-методическая деятельность. Общие требования к оформлению текстовых и графических работ студентов. Работа должна быть представлена преподавателю в сроки, назначенные при выдаче задания.

Реферат

Цель работы: научиться собирать и систематизировать информационные материалы; знать научно – техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по профилю деятельности; уметь логически верно, аргументировано и ясно строить письменную речь;

Для подготовки рефератанеобходимо найти в библиотеке указанные ниже материалы (журналы по специальности, учебные пособия, учебники, интернет-сайты). Внимательно изучить литературу, разобраться в описаниях, схемах, расчетах. Журналы следует просмотреть за последние пять лет. Если будет мало информации, то просмотреть еще несколько лет. Можно также пользоваться любой литературой, соответствующей теме доклада, в том числе материалами Интернета.

Реферат должен содержать:

· Оглавления разделов и подразделов;

· Цели и задачи решения указанной проблемы;

· Основной материал, примеры, схемы, выводы

· Список использованной литературы.

Примерная тематика рефератов

1. Состояние поверхностных источников водоснабжения.

2. Состояние подземных источников водоснабжения.

3. Сравнительная характеристика источников водоснабжения.

4. Современные технологии подготовки питьевой воды.

5. Нанотехнологии в подготовке питьевой и сточной воды.

6. Модернизация насосных станций.

7. Применение насосных установок в системах ВиВ.

8. Современные технологии прокладки водопроводных сетей.

9. Особенности водоснабжения и водоотведения в зарубежных странах.

10.Особенности проектирования многоэтажных зданий.

11.Реконструкция внутреннего водопровода с целью снижения потерь воды, тепловой и электрической энергии.

12.Современное оборудование для ремонта и прочистки санитарно-технического оборудования.

13.Внедрение современного санитарно-технического оборудования при строительстве зданий различного назначения.

14.Применение современных материалов для трубопроводов в системах водоснабжения и водоотведения.

15.Реконструкция систем горячего водоснабжения зданий (защита систем от коррозии и отложений, теплоизоляция, проблема выбора: централизованные или децентрализованные системы теплоснабжения, экономические вопросы учета тепловой энергии).

16.Снижение потерь воды. Оценка нормативов водопотребления воды в жилых зданиях.

Читайте также: