Физическая энциклопедия - гидравлика

(от греч. hydor вода и aulos трубка), наука о законах движения и равновесия жидкостей и способах приложения этих законов к решению задач инженерной практики. В отличие от гидромеханики, в Г. устанавливают приближённые зависимости, ограничиваясь во мн. случаях рассмотрением одномерного движения и широко используя при этом эксперимент как в лабораторных, так и в натурных условиях.

В Г. изучают движение капельных жидкостей, считая их обычно несжимаемыми. Однако выводы Г. применимы и к газам в тех случаях, когда их плотность можно практически считать постоянной. Рассматривая гл. обр. т. н. внутр. задачу, т. е. движение жидкости в тв. границах, Г. почти не касается вопроса о распределении силового воздействия на поверхность обтекаемых тел.

Г. обычно разделяют на две части: теор. основы Г., где излагаются важнейшие положения учения о равновесии и движении жидкостей, и практич. Г., где эти положения применяются для решения частных вопросов инженерной практики. Осн. разделы практич. Г.: течение по трубам (Г. трубопроводов), течение в каналах и реках (Г. открытых русел), истечение жидкости из отверстий и через водосливы, движение в пористых средах (фильтрация).

Во всех разделах Г. рассматривается как установившееся (стационарное), так и неустановившееся (нестационарное) движение жидкости. При этом осн. исходными ур-ниями явл. Бернулли уравнение, неразрывности уравнение и ф-лы для определения потерь напора. В Г. трубопроводов рассматриваются способы определения размеров труб, необходимых для обеспечения заданного расхода жидкости при заданных условиях и для решения ряда вопросов, возникающих при проектировании и строительстве трубопроводов разл.

назначения (водопроводы, напорные трубопроводы гидроэлектростанций, нефтепроводы и пр.); исследуется вопрос о распределении скоростей в трубах, что имеет большое значение для расчётов теплопередачи, устройств пневматич. и гидравлич. транспорта, при измерении расходов и т. д. Теория неустановившегося движения в трубах используется при исследовании явления гидравлического удара.

В Г. открытых русел изучают течение воды в каналах и реках. Здесь рассматриваются способы определения глубины воды в каналах при заданном расходе и уклоне дна, применяемые при проектировании судоходных, оросит., гидроэнергетич. и др. каналов, при выправительных работах на реках и пр. При этом исследуют также вопрос о распределении скоростей по сечению потока, что существенно для гидрометрии, расчёта движения наносов и пр.

В разделах Г., посвящённых истечению жидкости из отверстий и через водосливы, приводятся расчётные зависимости для определения необходимых размеров отверстий в разл. резервуарах, шлюзах, плотинах, водопропускных трубах и т. д., а также для определения скоростей истечения жидкостей и времени опорожнения резервуаров. Гидравлич.

теория фильтрации даёт методы расчёта дебита и скорости течения жидкости в разл. условиях безнапорного и напорного потоков (фильтрация воды через плотины, фильтрация нефти, газа и воды в пластовых условиях, фильтрация из каналов, приток к грунтовым колодцам и пр.). В Г. исследуется также движение наносов в открытых потоках и пульпы в трубах, методы гидравлич. измерений, моделирование гидравлич. явлений и нек-рые др. вопросы. Практич. значение Г. возросло в связи с потребностями совр. техники в решении вопросов транспортировки разл. жидкостей и газов и др. проблем, требующих учёта вязкости жидкостей, их неоднородности и т. п. Г. постепенно превращается в один из прикладных разделов общей науки о движении жидкостей механики жидкости. .