ВВЕДЕНИЕ. Гидравликой называется прикладная наука, занимающаяся изучением законов покоя и движения жидких тел и рассматри­вающая приложение этих законов к решению

Гидравликой называется прикладная наука, занимающаяся изучением законов покоя и движения жидких тел и рассматри­вающая приложение этих законов к решению конкретных техни­ческих задач. Практическое значение гидравлики очень велико, так как она представляет собой основу для инженерных расчетов во многих областях техники и является базой для ряда специаль­ных дисциплин: гидротехники, гидравлических машин (насосы и турбины), водоснабжения и канализации, осушения и ороше­ния, водного транспорта и т. д.

Особенно большое значение имеет гидравлика для специали­стов-нефтяников, технологов и др. поскольку все основные производственные про­цессы нефтяной промышленности в той или иной форме связаны с использованием и перемещением разнообразных жидкостей (нефтей, нефтепродуктов, химических реагентов, воды, глинистых растворов) по различным гидравлическим системам.

Жидкими телами, или жидкостями, называют физические тела, легко изменяющие свою форму под действием сил самой незначительной величины. В отличие от твердых тел, жидкости характеризуются весьма большой подвижностью своих частиц и поэтому обладают способностью принимать форму сосуда, в который они налиты.

Различают два вида жидкостей: жидкости капельные и жидкости газообразные. Капельные жидкости представляют собой жидкости, встречающиеся в природе и применяемые в технике: вода, нефть, бензин и т. д. Все капельные жидкости оказывают большое сопро­тивление изменению объема и трудно поддаются сжатию. При изменении давления и температуры их объем изменяется весьма незначительно. В гидравлике обычно изучаются капельные жидко­сти, в дальнейшем для краткости называемые просто жидкостями.

Капельные жидкости практически не оказывают заметного сопротивления растягивающим усилиям. Силы сцепления, суще­ствующие между молекулами таких жидкостей, проявляются только на их поверхности в виде так называемых сил поверхност­ного натяжения, где и обнаруживается известная сопротивляемость жидкости разрыву. Этим объясняется, например, суще­ствование тонкой пленки мыльного пузыря, образование капли и т.д.

Капельные жидкости оказывают существенное сопротивление сдвигающим силам, которое проявляется при движении жидкости в виде сил внутреннего трения; правильный учет этих сил внутреннего трения при движении жидкости является одной из основных задач гидравлики.

В гидравлике жидкость рассматривается как совокупность материальных точек (частиц) в ограниченном объеме; различают твердые поверхности, ограничивающие объем жидкости (напри­мер, стенки и дно сосудов, заключающих жидкость), и так назы­ваемые свободные поверхности, по которым жидкость граничит с другими жидкостями или газами (например, поверхность сопри­касания жидкости с воздухом в открытом сосуде).

Силы, действующие на ограниченный объем жидкости, в гид­равлике, как и в теоретической механике, принято делить на внутренние и внешние. Внутренние силы представляют собой силы взаимодействия между отдельными частицами рассматри­ваемого объема жидкости; внешние силы делятся на силы по­верхностные, приложенные к поверхностям, ограничивающим объем жидкости (например, силы, действующие на свободную поверхность, силы реакции стенок и дна сосудов) и силы объем­ные, непрерывно распределенные по всему объему жидкости (например, сила тяжести).

Для облегчения и упрощения ряда теоретических выводов и исследований в гидравлике иногда пользуются понятием иде­альной, или совершенной жидкости, которая обладает абсолютной несжимаемостью, полным отсутствием температурного расширения и не оказывает сопротивления растягивающим и сдвигающим усилиям.

Таким образом, основной и по существу единственной особенностью, отличающей идеальную жидкость от жидкости реальной, является наличие у последней сил сопротивления сдвигу, определяемых особым свойством жидкости — вязкостью. Ввиду этого идеальную жидкость иногда называют невязкой, а реальную жидкость — вязкой