tahák hydraulika

Fyzikální vlastnosti kapalin:
hustota: [kg/m3] měrná tíha: [N/m3=kg/m2s2]
viskozita: vnitřní odpor proti smykové deformaci, dynamická viskozita-podíl tečného napětí a gradientu rychlosti: [Pa.s]
kinematická viskozita-podíl dynamické viskozity a hustoty: [m2/s]
Reynoldsovo číslo:
Newton-v příčném profilu se rychlost mění a největší rychlost je uprostřed
soudržnost-nepodstatná-u vody je 109x menší než u oceli
stlačitelnost:
zmenšení objemu nebo zvýšení hustoty za zvýšeného tlaku a stejné teplotě:
modul objemové pružnosti: [GPa] , kde: [Pa-1]
tepelná roztažnost:
zvětšení objemu za stálého tlaku a zvýšené teploty:
součinitel: [K-1]
povrchové napětí:
účinek kohezních sil mezi molekulami kapaliny na jednotku délky: [N/m]
nevýhody-kapilarita v podzemní vodě a modelové měřítko nemusí fungovat
kapilární výška-jíly až 50m
tepelná vodivost:
napětí nasycených par-u turbín a čerpadel-nejnižší možný tlak v kapalině
Druhy kapalin:
ideální kapalina-nestlačitelná, objemově stálá, neviskózní-bez vnitřního tření
skutečná kapalina-stlačitelná a viskózní-s vnitřním třením
newtonovská kapalina:
platí Newtonův zákon viskozity-tangenciální napětí: [Pa]
u kapaliny v klidu je tangenciální napětí nulové
nenewtonská kapalina-neplatí Newtonův zákon viskozity
Hydrostatika-zkoumá kapalinu v klidu
Tlak v kapalině za klidu:
tlak v kapalině v klidu je ve všech směrech stejný:
jednotky tlaku-torr, pascal, bar, metry vodního sloupce:
síly, které působí na plochu v kapalině v klidu, jsou na ni kolmé
celkový statický tlak:
phhydrostatický tlak-roste s hloubkou:
pvvnější tlak-většinou atmosférický tlak:
Eulerova diferenciální rovnice rovnováhy:
přírůstek tlaku v kapalině v klidu se rovná práci složek objemové síly, která připadá na hmotnost jednotky kapaliny při uvažovaném elementárním posunu
levá strana rovnice představuje úplný přírůstek tlaku: D Equation.3
použití v hydrostatice:
Tlaková síla kapaliny:
síla vždy prochází těžištěm zatěžovacího obrazce
rovňová plocha:
plocha, na které je statický tlak konstantní
je kolmá ke směru zrychlení
hladinová plocha-rovňová plocha , která tvoří povrch kapaliny
Pascalův teorém-tlak kapaliny v uzavřené nádobě je v celém obsahu stejný:
na vodorovné dno:
hydrostatická síla se rovná tíze sloupce kapaliny danou plochou dna a hloubkou:
hydrostatický paradox:
na šikmou rovinnou plochu:
metoda jednoho zatěžovacího obrazce:
hloubka těžiště:
hloubka působiště tlakové síly:
výsledná tlaková síla:
úhel síly od vodorovné roviny: 3
metoda dvou zatěžovacích obrazců-pro konstantní šířku:
obě síly prochází těžišti zatěžovacích obrazců a protínají se v působišti na zatěžované ploše
na zakřivenou plochu:
síla se nedá polohově definovat

Zákony plování těles:
Archimédův zákon-těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou, která se rovná tíze kapaliny tělesem vytlačené
vztlaková síla: , kde W je výtlak-objem ponořené části tělesa
tíha tělesa: BED Equation.3 , kde Vt je objem tělesa
chování těles:
klesá ke dnu:
vznáší se-plove:
stoupá k hladině: ,tak dlouho, dokud se síly nevyrovnají a pak plave na hladině
Hydrodynamika-zkoumá pohyb kapalin
Základní pojmy kinematiky kapalin:
proudění:
ustálené:
konstantní průtok v čase
rovnoměrné-konstantní průřez a rychlost
nerovnoměrné-průřez a rychlost se v čase mění
neustálené-průtok se v čase mění
bodová rychlost-u-okamžitá rychlost kapaliny v určitém bodě:
střední bodová rychlost:
průřezová rychlost-v-fiktivní výpočtová veličina
omočený obvod-O-délka, kde se kapalina dotýká stěn
průtočný průřez-průtočná plocha-S-obsah řezu kolmý na proudnice
průtočný profil-rovinný řez-otevřený a uzavřený
proudnice-myšlená čára
proudová trubice-trubice o velmi malém průřezu dS
proudové vlákno-kapalina v proudové trubici
průtok-Q:
objemový:
hmotnostní:
Impulsova věta-věta o hybnosti:
zákon zachování hybnosti
βBoussinesquovo číslo-vliv nerovnoměrného rozdělení rychlosti na velikosti proudu:
FTLtlaková síla
FOBobjemová síla
FAtlaková síla vedení, která působí na kapalinu-od stěn potrubí
Rovnice spojitosti proudu-rovnice kontinuity:
zákon zachování hmotnosti
pro ustálené proudění:
pro neustálené proudění:
při:
pro nestlačitelnou kapalinu při:
lokální změna-změna rychlosti podle času ve stejném místě
konvektivní změna-součin rychlosti a její změny podél dráhy
Bernoulliho rovnice pro proudové vlákno, celý proud a aplikace:
zákon zachování mechanické energie
pro proudové vlákno:  EMBED Equation.3
 EMBED Equation.3 polohová-geodetická výška
 EMBED Equation.3 tlaková výška
 EMBED Equation.3 rychlostní.kinetická výška
pro ideální kapalinu:
 EMBED Equation.3
Eenergetická výška

pro skutečnou kapalinu:
αCoriolisovo číslo:
podíl skutečné kinetické energie vyjádřené z bodových rychlostí k energii vyjádřené z průřezové rychlosti
Zztrátová výška mechanické energie
použití Bernoulliho rovnice:
Pitotova trubice-měří rychlosti:
kalibrační součinitel:
Prandtlova trubice-měří dynamické poměry v potrubí:
pSstatický tlak
pDdynamický tlak
pCcelkový tlak:
Venturimetr-měří průtok:
Navier-Stokesovy rovnice:
tři rovnice, které popisují směr proudění kapaliny
když se zanedbá tření, tak Navier-Stokesovy rovnice přechází na Eulerovy rovnice pro pohyb ideální kapaliny
na elementární hranol působí vnější síly-tlakové, třecí a objemové síly-tíha, odstředivá síla a tyto síly jsou v rovnováze se setrvačnými silami
pro ideální kapalinu:
Eulerova diferenciální rovnice pro pohyb ideální kapaliny:
Ztráty mechanické energie:
do ztrát se nezapočítává Coriolisovo číslo
celková ztráta:
ztráty třením:
Darcy-Weisbachova rovnice:
λsoučinitel ztráty třením
diagram pro třecí ztráty-pásma pohybu:
1. laminární oblast:
2. hydraulicky hladká oblast-podle Blasia:
3. přechodová oblast:
4. kvadratická oblast:
pásmo automodelovosti jevu při Re nad 100 000
Colebrook-Whiteova rovnice:
místní ztráty:
nastávají při změně průtočného průřezu, směrových poměrů a vířením
prvky na změnu průřezu:
difuzor-rozšíření průřezu
konfuzor-zužování průřezu
prvky na změnu směru-kolena, oblouky
rovnice pro místní ztráty:
diagram pro místní ztráty:
1. přechodová oblast
2. kvadratická oblast
Druhy proudění:
laminární:
kapalina se pohybuje po vrstvách, které se vzájemně nemíchají
rychlostní profil je parabolický
turbulentní:
dochází k promíchávání vrstev-částice má v různých časech různou pozici napříč průřezem
Reynoldsovo kritérium:
určuje druh proudění
poměr setrvačných sil k třecím silám
pro kruhové potrubí:
Laminární a turbulentní pohyb kapaliny v potrubí:
laminární proudění:
1. rozdělení rychlostí je stejné
3. klasické laminární rozdělení rychlosti
turbulentní proudění:
u´pulzační rychlost-v příčném a podélném směru
rozdíl mezi rychlostí v a rychlostí umax je minimální
mezní vrstva:
vrstva, ve které dochází k extrémnímu snížení příčné turbulence
v její části se vytváří laminární pohyb
skládá se z laminární podvrstvy a turbulentní mezní vrstvy
δtloušťka laminární mezní vrstvy-při zvýšení rychlosti se zmenšuje
Δvýška výstupků
-zachování laminární mezní vrstvy a pohyb se realizuje v pásmu proudění hydraulicky hladkým potrubím
Pohyb v otevřených korytech:
Chezyho rovnice:
CChezyho rychlostní součinitel:
podle Maninga:
podle Pavlovského:
ndrsnostní součinitel
Rhydraulický poloměr:
isklon čáry energie, hladiny a dna
energetická výška průřezu:
konzumční křivka koryta-charakteristika koryta v daném profilu-3-5 bodů:
proudění:
říční-