Гидрогазодинамика. Задачи гидрогазодинамики

1.

Ивановский государственный энергетический университет
имени В.И. Ленина
Кафедра тепловых электрических станций
ГИДРОГАЗОДИНАМИКА

2.

Предмет «Гидрогазодинамика»»
Задачей гидрогазодинамики является исследование и описание движения
жидкостей и газов.
Другие или близкие названия предмета:
Аэродинамика
Аэромеханика
Механика жидкости и газов
Механика сплошной среды
Гидравлика
Все это – механика деформируемой среды
Как и механика твердого тела гидрогазодинамика включает разделы:
Статика – изучение условий равновесия тела
Кинематика – описание движения тела без анализа причин движения
Динамика – анализ причин, вызывающих движение тела
Отличие гидрогазодинамики от механики твердого тела состоит в том что
для описания твердого (недеформируемого) тела достаточно описать
движение трех точек, не лежащих на прямой линии.
Для описания деформируемого тела необходимо описать движение всех
точек тела.

3.

Модель сплошной среды
Все вещества имеют молекулярное строение. Основная масса вещества сосредоточена
в ядрах. Межмолекулярное и межатомное пространство заполнено только
электромагнитными полями, не обладающими массой.
Модель сплошной среды отказывается от рассмотрения молекулярного строения и
принимает, что масса молекулы равномерно распределена в объеме молекулы и
межмолекулярном пространстве.
Такое в целом неправильное представление о структуре вещества позволяет
значительно упростить описание движения жидкости, используя математический
аппарат дифференциального и исчисления.
Допущение о сплошности среды можно использовать в тех случаях, когда количество
частиц в рассматриваемом объеме достаточно велико.
Задачи гидрогазодинамики, в которых требуется учитывать молекулярную структуру
жидкости, относятся к теории движения разреженных газов, и в теплоэнергетике
практически не встречаются.

4.

Жидкости и газы
В гидрогазодинамике принят единый подход к описанию движения жидкостей и
газов. Правомерность такого подхода обусловлена тем, что жидкости и газы
обладают текучестью, способностью изменять форму под воздействием сколь угодно
малых внешних сил и поэтому их движение описывается одними и теми же
уравнениями.
Различие газов и жидкостей состоит, во-первых, в том, что жидкость имеет
фиксированный объем, а газ не имеет фиксированного объема и занимает все
пространство, в котором находится. В теплоэнергетике, как правило,
рассматриваются задачи, в которых жидкость заполняет весь объем без образования
свободного уровня, поэтому это различие несущественно.
Во-вторых, жидкости мало сжимаемы, а газы легко сжимаются. Во многих задачах
сжимаемостью газа можно пренебречь и рассматривать газ как несжимаемую
жидкость. Задачи, в которых сжимаемость газа принципиально важна, рассматривает
раздел гидрогазодинамики – газовая динамика.
В дальнейшем будем называть капельные жидкости и газы несжимаемыми
жидкостями в тех случаях, когда сжимаемость газа не учитывается, и сжимаемыми
жидкостями, когда требуется учет сжимаемости.

5.

Основные свойства жидкостей и газов
Плотность, удельный вес и удельный объем
Основной характеристикой, используемой в расчете движения жидкостей и газов,
является величина, определяющая массовое содержание вещества в некотором объеме.
Отношение массы m, заключенной в некотором объеме, к величине самого объема