Предисловие........... .............. 3
Введение ........................... 7
0-1. Предмет гидравлики и краткая история ее развития. . 7
0-2. Способы исследования гидравлических вопросов .... П
Глава первая. ГЛАВНЕЙШИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
1-1. Жидкости и их главнейшие отличия от твердых и газообразных тел....................... 14
1-2. Объемный вес и плотность однородной жидкости ... 14
1-3. Упругие свойства жидкости .ч......„....... 15
1-4. Внутреннее трение, или вязкость.....•....... 16
1-5. Капиллярность ......•............... 19
1-6. Поглощение газов жидкостями..........•• . . 19
' 1-7. Особые свойства воды................... 19
Глава вторая. ГИДРОСТАТИКА
2-1. Гидростатическое давление и его свойства.......20
2-2. Уравнения равновесия................... 22
2-3. Поверхности равного давления.............. 23
2-4. Применение общих уравнений гидростатики к однородной жидкости, находящейся под воздействием только
сил давления и сил земного притяжения........ 23
2-5. Геометрическая и физическая интерпретации основного
уравнения гидростатики ................. 26
2-6. Относительный покой жидкости.............28
2-7. Сила давления жидкости на горизонтальную плоскую
поверхность........................ 29
2-8. Сила давления жидкости иа плоские поверхности, произвольно ориентированные................ 29
2-9. Определение точки приложения равнодействующей сил манометрического давления на плоские стенки (центр
давления)......................... 30
2-Ю. Определение центра давления для типичных случаев . . 31 , 2-П. Сила давления жидкости на криволинейные поверхности ........................ ..... 34
2-12. Расчет силы давления на цилиндрические поверхности 36 2-13. Центр давления, или точка приложения равнодействующей силы давления на криволинейную поверхность . . 37
2-14. Простые гидравлические машины............ 38
2-15. Закон Архимеда, плавание тел..............40
2-16. Метацентр и определение величины метацентрического
радиуса.......................... 42
2-17. Условия статической устойчивости плавающего тела . , 43
Глава третья. КИНЕМАТИКА ЖИДКОСТИ
3-1. Способы описания движения жидкости......... 47
3-2. Движение бесконечно малой частицы жидкости. Понятие о вихревом и потенциальном движении....... 48
3-3. Линии токов жидкости и вихревые линии........ 50
3-4. Элементарная струйка жидкости............. 51
3-5. Уравнение неразрывности жидкости........... 52
3-6. Уравнение неразрывности дл*я элементарной струйки
жидкости......................... 53
3-7. Поток жидкости . . . -,.................. 54
Глава четвертая. ДИНАМИКА НЕВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ
4-1. Дифференциальные уравнения движения невязкой
жидкости. Уравнения Леонарда Эйлера......... 56
4-2. Уравнение Эйлера в функции компонентов вихря для
объемных сил, имеющих потенциал...........57
4-3. Уравнение Бернулли для установившегося движения
жидкости......................... 58
4-4. Области действительности (применимости) уравнения Бернулли в установившемся потоке невязкой несжимаемой жидкости..................... 59
4-5. Уравнение Бернулли для частных случаев установившегося движения невязкой жидкости.......... 60
4-6. Вывод уравнения Бернулли из закона кинетической
энергии.......................... 61
4-7. Интерпретация уравнения Бернулли........... 62
Глава пятая. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОЙ (ВЯЗКОЙ) ЖИДКОСТИ
5-1. Уравнение Бернулли для струйки реальной жидкости
в установившемся потоке................ 64
5-2. Распределение давления при установившемся плавно
изменяющемся движении................ 64
5-3. Уравнение Бернулли для установившегося потока
реальной жидкости. Гидравлический уклон ...... 65
Глава шестая. УЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА В ПОТОКЕ
6-2. Местные потери напора .-..••.*...•.. . . 68 6-3. Общая формула коэффициента потерь напора по длине
при установившемся равномерном движении жидкости 72 6-4. Формула для средней скорости и расхода при равномерном движении жидкости.............• . 73
Глава седьмая. РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
7-1. Ламинарный и турбулентный режимы движения
жидкости......................... 75
7-2. Число Рейнольдса и его критическое значение .... 77
7-3. Осредненная скорость и скорость пульсации-..... 78
7-4. Процесс перемешивания. Ядро течения и ламинарная
пленка....................•...... 79
7-5. Понятие о гидравлически гладких и шероховатых
стенках.......................... 80
7-6. Касательные напряжения и их распределение в круглой цилиндрической трубе . •.............. 81
Глава восьмая. ЛАМИНАРНЫЙ РЕЖИМ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
8-1. Общие характеристики ламинарного движения жидкости в трубах........................ 82
8-2. Потери напора при ламинарном движении жидкости.
Коэффициент X..................«... 83
8-3. Коэффициент а для ламинарного движения. ...... 84
8-4. Линии вихрей и линии токов при ламинарном движении .... •........................ 84
Глава девятая. ПОТЕРИ НАПОРА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ РЕЖИМЕ
9-1. Возникновение дополнительных касательных напряжений ............................. 85
9-2. Общее уравнение касательного напряжения...... 86
9-3. Характер эпюры скоростей при турбулентном режиме 87
9-4. Распределение скоростей в трубах при турбулентном
режиме.......................... 88
9-5. Коэффициент сопротивления трения по длине при турбулентном режиме в гладких трубах.......• '. . 89
9-6. Коэффициент сопротивления трения по длине при турбулентном режиме в шероховатых трубах при квадратичной области сопротивления ............. 91
9-7. Коэффициент сопротивления трения по длине для переходной области при турбулентном режиме..... 92
9-8. Экспериментальное изучение коэффициента А...... 92
9-9. Границы гладкой, переходной и квадратичной областей сопротивления.................... 94
9-10. Эмпирические формулы для определения скоростного
множителя С в квадратичной области.........95
9-П. Полуэмпирическая формула для коэффициента при
квадратичном законе сопротивления.....• . . . . 97
Глава десятая. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ
ОТВЕРСТИЯ, НАСАДКИ И ТРУБЫ ПРИ ПОСТОЯННОМ
НАПОРЕ
10-1. Истечение из незатопленного бокового отверстия
в тонкой стенке ..................... 100
10-2. Значения коэффициента сжатия............. 102
10-3. Некоторые опытные данные о коэффициентах р., (р,
Сот с для больших Re (турбулентное движение) .... 102
10-4. Замечания о характере истечения........... 104
10-5. Истечение жидкости через затопленные отверстия . . 104 10-6. Истечение через короткие трубки. Понятие о насадках ............................. 106
10-7. Внешний цилиндрический насадок........... 107
10-8. Внутренний цилиндрический насадок......... 109
10-9. Нецилиндрические насадки............... ПО
10-10. Сравнение отверстий и насадков по пропускной способности и энергетическим показателям........ Ш
10-11. Коэффициент расхода системы............. 112
Глава одиннадцатая. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ОТВЕРСТИЯ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ НАПОРЕ
11-1. Истечение при переменном напоре и постоянном
притоке..........................114
11-2. Истечение из призматического сосуда при переменном напоре в атмосферу или при постоянном горизонте под переменный уровень.............116
11-3. Истечение при переменном горизонте под переменный уровень........................ 116
Глава двенадцатая. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СТРУИ
*
12-1. Затопленные струи ...................119
12-2. Незатопленные струи. Высота и дальность полета
струи........"...................122
12-3. Динамические свойства струи..............125
Глава тринадцатая. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ НАПОРНОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ
13-1. Основные расчетные уравнения простого трубопровода ............................128
13-2. Границы областей сопротивления при движении воды
в металлических трубах.................130
13-3. Гидравлические расчеты простых трубопроводов . . . 130 13-4. Трубопровод из последовательно соединенных труб
разных диаметров................• ... 132
13-5. Параллельное соединение трубопроводов.......133
13-6 Трубопроводы с непрерывным расходом........135
13-7. Расчет всасывающей линии центробежного насоса . . 136 13-8. Расчет нагнетательной или напорной линии центробежного насоса . ...................137
13-9. Основы расчета распределительных водопроводных
сетей...........................НО
13-10. Уравнительные баки в сети (гидравлическая сторона
вопроса)..........................145
Глава четырнадцатая. НЕУСТАНОВИВШЕЕСЯ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДАХ
А. Гидравлический удар как неустановившееся
движение упругой жидкости в упругих
трубопроводах
14-1. Постановка вопроса...................147
14-2. Мгновенное закрытие затвора.............149
14-3. Скорость распространения ударной волны в круглом
водоводе с упругими стенками.............152
14-4. Постепенное закрытие затвора.............155
14-5. Частные случаи маневрирования затвором.....• . 158
Б. Колебания иасс жидкости в системе напорный туннель — уравнительный резервуар как иеустановнвшееея двимгение неупругой жидкости в неупругих трубопроводах
14-6. Неустановившееся движение..............161
14-7. Колебания масс воды в системе напорный туннель —
уравнительный резервуар................163
14-8. Решение уравнения (14-29) без учета потерь......166
14-9. Общее решение для случая внезапного закрытия затвора с учетом потерь напора .............167
14-Ю. Максимальные повышение и понижение уровня в резервуаре в результате внезапного закрытая затвора 168
Глава пятнадцатая. ОСНОВЫ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ОТКРЫТЫХ РУСЛАХ
15-1. Дифференциальное уравнение установившегося плавно
изменяющегося движения жидкости •......... 172
15-2. Параметр кинетичности.........•....... 173
15-3. Основные виды установившегося движения жидкости
в открытом р) еле .................... 174
15-4. Удельная энергия и ее изменение вдоль потока . . . 174
15-5. Спокойные и бурные потоки. Критическая глубина . . 176
15-6. Расчет критической глубины.............. 177
15-7. Критический уклон.................... 180
Глава шестнадцатая. РАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ОТКРЫТЫХ РУСЛАХ (КАНАЛАХ)
16-1. Общие сведения. Гидравлически наивыгоднейший профиль ............................. 180
16-2. Допускаемые скорости течения воды в каналах .... 182
16-3. Типы задач при расчете каналов. Основы расчета . . 183 16-4. Гидравлические расчеты равномерного движения
жидкости в р\слах любой заданной d ормы...... 183
16-5. Гидравлический расчет трапецеидальных каналов по
характеристике живого сечения............. 185
16-6 Гидравлический расчет параболических каналов . . . 192
16-7. Выбор расчетного гидравлического радиуса...... 196
Глава семнадцатая. УСТАНОВИВШЕЕСЯ НЕРАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ПРИЗМАТИЧЕСКИХ РУСЛАХ
17-1. Формы свободной поверхности потока в призматических руслах с прямым уклоном дна (< > 0).......198
17-2. Формы свободной поверхности потока в призматических руслах с обратным или нулевым уклоном (< <0 или i=0)...............•..........202
17-3. Критерий неравномерности потоков в призматических
руслах...........................203
17-4. Вычисление величин е и /7...............204
к
17-5. Общие замечания об интегрировании уравнения неравномерного движения жидкости.............206
17-6. Решение дифференциальных уравнений неравномерного движения в призматических руслах........207
27-7. Расчет кривых подпора*и спада по уравнениям (17-23)—
(17-28)...........................209
17-8. Метод суммирования..............• . . . 213
Глава восемнадцатая. УСТАНОВИВШЕЕСЯ НЕРАВНОМЕРНОЕ ПЛАВНО ИЗМЕНЯЮЩЕЕСЯ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В НЕПРИЗМАТИЧЕСКИХ РУСЛАХ
18-1. Решение для русла произвольной формы.......216
18-2. Уравнения движения жидкости в непризматических
руслах с постоянной глубиной............. 218
18-3. Интегрирование уравнения движения жидкости в трапецеидальных непризматических руслах с постоянной глубиной при 1ф0.............•.......220
18-4. Интегрирование уравнения движения жидкости в трапецеидальных непризматических руслах с постоянной глубиной при г=0.....................224
Глава девятнадцатая. ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ЕСТЕСТВЕННЫХ РУСЛАХ
19-1. Общие сведения о характере движения потока в естественных руслах.....................226
19-2. Коэффициент шероховатости естественных русел . . 226
19-3. Общие способы расчета кривых подпора и спада
в естественных руслах.................228
19-4. Специальные способы расчета кривых свободной поверхности в естественных водотоках..........230
Глава двадцатая. ДВИЖЕНИЕ НАНОСОВ В ОТКРЫТЫХ ПОТОКАХ
20-1. Общие понятия.......•..............2g7
20-2. Понятие о гидравлической крупности наносов .... 238
20-3. Движение донных наносов................239
20-4. Движение взвешенных наносов. Незаиляющая скорость ............................• 245
20-5. Распределение наносов по глубине потока......247
20-6. Осаждение наносов...................250
Глава двадцать первая. ДВИЖЕНИЕ ПУЛЬПЫ
21-1. Общие понятия......................353
21-2. Расчет безнапорных пульповодов ........-. . . 255
21-3. Расчет напорных пульповодов.............258
Глава двадцать вторая. НЕУСТАНОВИВШЕЕСЯ ДВИЖЕНИЕ В ОТКРЫТЫХ РУСЛАХ
22-1. Основные понятия и определения...........262
22-2. Дифференциальные уравнения неустановившегося
плавно изменяющегося движения в открытых руслах 263
22-3. Решение уравнений неустановившегося плавно изменяющегося движения методом характеристик.....264
22-4. Преобразования дифференциальное уравнений характеристик .......................f . 266
22-5. Построение сетки характеристик по способу конечных разностей......................268
22-6. Уравнения начальных характеристик..........270
Глава двадцать третья. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЫЖОК
23-1. Общие понятия......................277
23-2. Структура прыжка....................278
23-3- Виды гидравлического прыжка.............280
23-4. Совершенный прыжок..................281
23-5. Прыжковая функция и ее график............282
23-6. Расчет сопряженных глубин прыжка в призматическом русле........................283
23-7 Определение сопряженных глубин прыжка в прямоугольном русле......................285
23-8. Опытные исследования совершенного прыжка .... 286
23-9. Прыжок-волна.....................; 287
23-Ю. Длина прыжка.....................'. 288
23-11. Прыжок в руслах переменного сечения........289
23-12. Потери энергии в прыжке................291
23-13. Сопряжение потоков в призматических каналах при
изменении уклонов этих каналов с i>iK„ на i
24-1. Общие понятия......................295
24-2. Водослив с широким порогом без бокового сжатия
потока...........................297
24-3. Критерий затопления водослива с широким порогом . 2У8 24-4. Водослив с широким порогом с боковым сжатием потока ............................303
54-5. Применение уравнений движения на водосливе с широким порогом к расчету гидротехнических сооружений ...................•........305
24-6. Прямоугольный водослив с острым ребром......ли/
24-7. Расчетные уравнения совершенного водослива с
острым ребром......................308
24-S. Затопленный водослив с острым ребром........310
24-9. Влияние бокового сжатия в водосливах с острым
ребром...........................311
24-10. Треугольный водослив с острым ребром •......312
24-11. Трапецеидальные водосливы с острым ребром .... 312
24-12. Параболический водослив с острым ребром......313
24-13. Водослизы практических профилей криволинейного
очертания.........................313
24-14. Построение безвакуумного профиля криволинейного
очертания.........................314
24-15. Коэффициенты расхода водосливов с криволинейными
безвакуумными профилями...............316
24-16. Водосливы с криволинейным вакуумным профилем . . 317 24-17. Водосливы распластанного типа с профилем криволинейного очертания....................319
24-18. Водосливы практических профилей прямолинейного
очертания.........................3^0
24-19. Учет бокового сжатия при вступлении струи на гребень водослива...................• . . 321
24-20. Затопление водосливов практического профиля . . . 322 24-21. Боковые и косые водосливы...............324
Глава двадцать пятая. РАСЧЕТ СОПРЯЖЕНИЯ НИСПАДАЮЩЕЙ СТРУИ С ПОТОКОМ НИЖНЕГО БЬЕФА
25-1. Сопряжение струи, переливающейся через водослив,
с потоком нижнего бьефа................326
25-2. Определение глубины в сжатом1 сечении и сопряженной с ней.........................327
25-3. Сопряжение с нижним бьефом у плотин с вертикальным уступом.......................329
25-4. Сопряжение бьефов при внезапном расширении русла 333
Глава двадцать шестая. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЩИТОВЫХ ОТВЕРСТИЙ
26-1. Свободное истечение из-под щита в лоток без боко-
'¦ вого с жатия........................336
26-2. Несвободное истечение из-под щита без бокового
сжатия..........................338
26-3. Истечение из-под щита на гребне водослива.....342
Глава двадцать седьмая. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ БУРНОГО *' ПОТОКА В СПОКОЙНЫЙ В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ
27-1. Общие соображения................... 343
27-2. Определение длины отгона прыжка.......... 344
27-3. Гидравлический расчет водобойного колодца..... 345
27-4. Гидравлический расчет водобойной стенки....... 349
27-5. Гидравлический расчет комбинированного водобойного
колодца.......................... 350
27-6. Установление расчетного расхода........... 353
Глава двадцать восьмая. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СОПРЯГАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ
28-3. Перепады. Гидравлический расчет одноступенчатого
перепада...........•..............354
28-2. Гидравлический расчет многоступенчатого перепада 357
28-3. Гидравлический расчет быстротоков..........361
28-4. Гидравлический расчет быстротоков с искусственной
шероховатостью.....................367
28-5. Гидравлический расчет консольного сброса......371
Глава двадцать девятая. ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ
29-1. Основные зависимости потенциального или безвихревого движения......................379
29-2. Понятие о плоской движении жидкости и функции
тока............................?81
29-3. Простейшие случаи плоского потенциального движения .............................383
29-4. Сложение простейших плоских потенциальных потоков. Способ зеркальных отображений..........385
29-5. Аналитическое решение задачи о потенциальном движении жидкости.....................391
29-6. Комплексный потенциал или характеристическая
функция течения.....................393
Глава тридцатая. ДВИЖЕНИЕ ГРУНТОВЫХ ВОД
30-1. Грунтовые воды и виды их движения....... . . 395
30-2. Физическая характеристика грунтов и их классифика-
ц я в отношении водопроницаемости..........395
30-3. Закон фильтрации....................397
30-4. О коэффициенте фильтрации......'........399
30-5. Уравнение равномерного движения грунтовых вод . . 400 30-6. Расчет кривых свободной поверхности при плавно изменяющемся неравномерном движении грунтовых вод 402
30-7, Грунтовые колодцы...................411
30-8. Водосборная галерея................' . . . 416
30-9. Фильтрация через прямоугольную перемычку.....416
30-10. Фильтрация через земляную плотину тр пецоидаль-ного профиля на горизонтальном водонепроницаемом
основании.........................416
30-11. Основные уравнения гидродинамики грунтового потока............................420
30-12. Уравнение установившегося безнапорного плавно изменяющегося движения гр) нтового потока при горизонтальном подстилающем слое............421
30-13. Плоское установившееся движение грунтового потока............................422
30-14. Граничные условия.................... 423
Л. Метод источников и стоков 30-15. Грунтовые колодцы...................423
JS. Метод функции комплексного переменного
30-16. Конечный линейный источник..............426
30-17. Котлованы и траншеи с дном, доходящим до горизонтального водоупора...................428
30-18. Плоский флютбет на бесконечно глубоком водопроницаемом основании...................429
И. Метод конформных отображений
30-19. Общие положения....................430
30-20. Понятие о нормальном прямоугольнике Н. Н. Павловского ...........................432
30-21. Плоский флютбет без шпунта на бесконечно глубоком водопроницаемом основании............433
30-22. Плоский флютбет со шпунтом при бесконечной глубине водопроницаемого слоя..............434
Г. Метод II. Е. Жуковского
30-23. Основные определения................. 435
30-24. Свободная фильтрация из каналов криволинейного
очертания.............•.......... 436
30-25. Приближенные методы решения задач на плоское
движение грунтового потока............. 438
30-26. Метод аналогий..................... 440
Глава тридцать первая. ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
31-1. Моделирование гидравлических явлений. Закон подобия...........................445
31-2. Критерии подобия.........¦...........447
31-3. Условия при моделировании гидравлических явлений 452 31-4. Моделирование при геометрическом искажении модели ............................453
31-5. Моделирование и подбор состава взвешенных и донных наносов........................455
31-6. Моделирование местных размывов в руслах.....458
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица I............................ 464
Таблица II............................ 464
Таблица III........................... 4ь5
Таблица IV........................... 466
Таблица V............................ 467
Таблица VI........................... 470
Таблица VII........................... 473
Таблица VIII........................... 475
Таблица IX........................... 476
Таблица X.........•.................. 476
Таблица XI........................... 477
Таблица XII ........................... 477
Таблица XIII........................... 477
Таблица XIV.......................... 479
Таблица XV.............•............. 480
Таблица XVI .......................... 481
Таблица XVII.......................... 482
Таблица XVIII.......................... 483
Цена: 600руб.
