Гидравлика

Раздел 1. Основы гидравлики

Лекция №1.

Вопросы

1. 1.Предмет дисциплины и краткая история ее развития.

1. 2.Области применения учебной дисциплины гидравлика.

Гидравлика – прикладная инженерная дисциплина, которая изучает основные законы движения и равновесия жидкостей и газов, применительно к гидравлическим машинам, теплоэнергетическим установкам, системам водоснабжения и водоотведения, а также -- к гидравлическим каналам нефте-- и газопроводов, элементов и агрегатов ДВС и т. п.

Русское слово «гидравлика» произошло от двух греческих слов: «хъюдор», что означает вода и «аулос» – трубка, канал.

Таким образом, судя по названию, гидравлика должна изучать законы движения жидкости по трубам и каналам. В действительности же задачи гидравлики гораздо шире, и такое её название имеет только историческое значение.

Гидравлика как наука является прикладной частью более общей и фундаментальной науки “Гидромеханика “, которая также изучает законы равновесия и движения жидкостей и газов, но использует для этого более сложную математическую теорию, понятия, методы расчёта, а также экспериментальный аппарат для исследования. Гидравлика и гидромеханика являются теоретической базой для судостроения, водного транспорта, гидроэнергостроительства, самолетостроения, турбомашиностроения, котлостроения, водоснабжения, водоотведения и т. д.

Гидравлика имеет большое значение для механизации и автоматизации производственных процессов, например, для гидропривода станков, гидравлических систем (гидравлические домкраты) для проходки тоннелей, автоматическое регулирование гидротурбин посредством сервомоторов т. д.

Научной базой современной гидравлики являются законы физики, теоретической механики и математики.

Сложность явлений, происходящих в жидкости, а особенно в естественном русле, подчеркивал ещё Галилей, говоря, что: «Гораздо легче для человеческого сознания исследовать и вычислять пути движения далеких звезд и планет, нежели условия движения воды в маленьком ручейке у наших ног».

Основные понятия гидравлики развивались в неразрывной связи с практическими задачами жизни и деятельности людей. По мере их решения некоторые специальные разделы гидравлики настолько развились, что теперь рассматриваются как отдельные отрасли науки. Так, например, гидравлика является основой гидротехники, гидрологии, гидрометрии, теории движения грунтовых вод и нефти, газа и газированных жидкостей, теории корабля и других наук.

Практическая гидравлика была известна человеку еще в глубокой древности. С незапамятных времен реки и озера использовались как пути сообщения, на них люди строили мосты, оросительные каналы, плотины, водяные колеса.

В древнем Риме были сооружены водоводы, устроенные на столбах, – акведуки, прототипы современного водопровода. За 3000 лет до н. э. были построены гидротехнические сооружения (плотины, каналы, порты) в Ассирии, Египте, Китае, Индии, Греции, Риме, Аравии, Средней Азии, Закавказье и т. д.

В Риме и Афинах до сих пор еще существуют и действуют водопроводы, построенные около 2000 лет назад.

В Европе, на территории современной Голландии, начали строить защитные дамбы за 2000 лет до н. э., а гидротехнические сооружения – 800 лет назад на р. Сегура в Испании.

История развития любой науки есть история открытия ее законов.

Закон – объективная, существенная, устойчивая и повторяющая связь, между явлениями природы, общества и мышления и духовного мира.

Законы гидравлики стали открываться ещё в глубине древности.

Так, греческий ученый Архимед за 250 лет до н.э. создал трактат “О плавающих телах”, в котором описал действие жидкостей на погруженные в них тела; открыл выталкивающую силу (силу Архимеда), которая обусловлена действием сил тяжести Земли. Сила Архимеда направлена вертикально вверх и равна весу вытесненной жидкости; открыл рычаг, архимедов винт для подъёма воды, изобрёл многие машины для военного дела.