Системы единиц измерения

Гидравлика

А.М. Калякин

Гидравлика

В инженерных приложениях

Учебное пособие

Введение

Учебное пособие предназначено для студентов очно-заочной формы обучения всех специальностей, а также для инженерных работников, желающих повысить уровень подготовки по гидравлике.

Изложены только основные гидравлические законы и уравнения; по этой причине большинство результатов дано без строгих доказательств. В пособии предусмотрены два раздела – основной и дополнительный; все наиболее сложные доказательства и выводы помещены в дополнительную часть.

С целью закрепления и иллюстрации основного материала приведены примеры и задачи; к некоторым задачам даны подробные решения, к другим их не дано и эти задачи рекомендуется решить самостоятельно.

Небольшой объем пособия не позволяет даже в конспективной форме изложить основной курс гидравлики, поэтому пособие в основной части представляет собой набор примеров, подобранных с учетом запросов инженерной практики.

Предмет гидравлики

Гидравлика – прикладная наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей; на основе теории и опытов она дает способы применения этих законов к решению инженерных задач. На законы гидравлики опираются тесно связанные с ней тепло- и газоснабжение, водоснабжение и канализация, а также гидротехника, гидрометрия и гидрология.

Общая характеристика жидкости

Жидкостью называется физическое тело, обладающее текучестью и принимающее форму сосуда, в котором оно находится. Текучесть – основной внешний признак жидкости. Жидкости делят на два вида: капельные и газообразные.

Капельные жидкости (способные образовывать капли) характеризуются большим сопротивлением сжатию (почти полной несжимаемостью) и малым сопротивлением растягивающим и касательным усилиям. Это свойство обусловлено незначительностью сил сцепления и сил трения между частицами жидкости. К капельным жидкостям относятся вода, спирт, керосин, бензин, ртуть, нефть и т.д.

Газообразные жидкости (газы) обладают большой сжимаемостью, не оказывают сопротивления ни растягивающим, ни касательным усилиям и имеют малую вязкость.

В дальнейшем будем применять термин «жидкость» для капельных жидкостей, специально рассматривая случаи газов.

Системы единиц измерения

Для изучения механических величин в основном применяются 3 системы единиц измерения: физическая СГС, техническая МКГСС и международная система СИ.

В физической системе за основные единицы приняты: длины – 1 сантиметр; массы – 1 грамм и времени 1 секунда.

В технической системе за основные приняты единицы: длина –1 метр; силы –1 килограмм - сила (1 кгс или сокращено 1 кг) и времени – 1 с. При этом килограмм-сила (1кг) в технической системе представляет собой силу, способную сообщить килограмму массы (1 кг) ускорение свободного падения g = 9, 81 м/с².

В системе СИ основными единицами являются: единица длины – 1 метр (1 м); единица массы – 1 килограмм (1кг); единица времени – 1 секунда (1 с).

В этой системе за единицу силы, являющейся производной величиной, принят 1 ньютон (1 Н) – сила, сообщающая одному килограмму массы ускорение 1 м/с². Полезно иметь в виду, что 1 кг = 9, 807 Н; 1 Н = 0, 102 кГ.