Hidraulika I.

Tartalom

Előszó 3
Bevezetés 5
1. A folyadékok fizikai tulajdonságai 9
1.1. Mértékegységé 9
lel.i. Alapfogalmak 9
1.1.2. A mértékegységrendszerek összefoglalása és átszámítása 12
1.1.3. A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) 13
1.2. A folyadék mint folytonos közeg 23
1.3. A folyadékok fajsúlya és sűrűsége 24
1.3.1. A fajsúly 24
1.3.2. A sűrűség 25
1.4. Folyadékok rugalmassága és térfogatváltozása 26
1.4.1. Rugalmassági összefüggések 26
1.4.2. A fajsúly és a sűrűség változása a nyomással 27
1.4.3. A hőmérséklet okozta térfogatváltozás 28
1.5. A folyadék viszkozitása vagy nyulóssága 30
1.6. Molekuláris erőhatások folyadékokban 32
1.6.1. A kohézió és adhézió jelensége 32
1.6.2. Folyadékok felületi feszültsége 33
1.6.3. Görbületi feszültség és kapillaritás 35
1.7. A víz egyéb, fontosabb fizikai tulajdonságai 38
2. Hidrosztatika 40
2.1. Nyugvó folyadékok belső feszültségi állapota 41
2.2. A hidrosztatika Euler féle alapegyenlete 44
2.3. A hidrosztatika alapegyenlete abszolút nyugalomban lévő folyadéktérre 45
2.4. A hidrosztatika törvényeinek néhány alkalmazása 51
2.4.1. Piezométerek 51
2.4.2. Manométerek 53
2.4.3. Vákuumméterek 54
2.4.4. Pascal törvénye 55
2.4.5. A hidraulikus emelő (sajtó) 56
2.5. A hidrosztatika alapegyenlete gyorsulásból származó tömegerők esetén 57
2.5.1. Egyenesvonalu pályán egyenletesen gyorsuló tartálykocsi 58
2.5.2. Egyenletes szögsebességgel forgó tartály 59
2.5.3. Függőlegesen gyorsuló rendszerek 61
2.6. A sik felületekre ható folyadékmozgás (fenéknyomás) 63
2.6.1. Vízszintes sikfelületekre ható folyadéknyomás (fenéknyomás) 63
2.6.2. Általános helyzetű sik idomra ható nyomóerő 66
2.6.3. Nyomásábra szerkesztése sik felületekre 70
2.6.4. A nyomóerő vízszintes és függőleges összetevőjének ábrái 72
2.6.5. Viznyomással kétoldalról terhelt felületek nyomásábrái 78
2.7. Görbe felületekre ható folyadéknyomás 79
1.7.1. Tetszőleges görbe felületre ható folyadéknyomás 81
2.7.2. Egyszerű görbe felületekre ható folyadéknyomás 83
2.7.3. Vékonyfalu csővezetékek szilárdságtani méretezése 86
2.8. Folyadékba merült testekre ható nyomás (felhajtóerő) 92
2.9. Uszó testek egyensúlya 96
3. Folyadékok mozgás- és energiaegyenletei 103
3.1. A folyadékmozgások osztályozása 103
3.1.1. A folyadékmozgások elhatároltsága szerinti osztályozás 103
3.1.2. A folyadékmozgások kinematikai osztályozása 104
3.1.2.1, Folytonos és nemfolytonos folyadékmozgás
3.1.2.2. Permanens és nempermanens folyadékmozgás 107
3.1.3. A folyadékmozgások dinamikai osztályozása 109
3.1.3.1. Áramló és rohanó vizmozgás 109
3.1.3.2. Lamináris és turbulens vizmozgás 112
3.1.4. Örvényes és örvénymentes mozgások 115
3.2. Folyadékok mozgásegyenletei 116
3.2.1. Az Euler-féle hidrodinamikai alapegyenlet 116
3.2.2. A Navier-Stokes egyenletek 117
3.3. Folyadékok energia egyenletei 119
3.3.1. A Bernoulli-egyenlet ideális folyadékok esetén 119
3.3.1.1. Energia-egyenlet ideális folyadék permanens áramlásnál 119
3.3.1.2. Energia-egyenlet ideális folyadék nempermanens áramlásánál 123
3.3.2. A Bernoulli-egyenlet viszkózus (jó megközelítéssel valóságos) folyadék esetén 124
3.3.2.1. Energia-egyenlet viszkózus (valóságos) folyadék permanens áramlásánál 124
3.3.2.2. Energia-egyenlet viszkózus (valóságos) folyadék nempermanens áramlásánál 126
3.3.3. Az energia-egyenletek értelmezése az áramlás teljes szelvényére 127
3.3.4. Bernoulli egyenletének alkalmazása 131
3.4. Az impulzustétel folyadékok mozgásánál 133
3.4.1. Az impulzustétel összefüggései 133
3.4.2. Az impulzustétel alkalmazása a hidraulikában 136
3.4.2.1. Folyadékot szállító görbetengelyü csövek egyensúlya 136
3.4.2.2. Vízsugarak ütőerejének számítása az impulzustétellel 137
Turbulens folyadékáramlások 143
4.1. A lamináris és turbulens áramlások 143
4.2. A sebességek és a csusztatófeszültségek eloszlása turbulens mozgásnál. A lamináris hártya 148
4.2.1. A sebességek eloszlása csővezetékekben 148
4.2.2. Sebességek eloszlása nyilt felszini medrekben 151
4.2.3. A csúsztató feszültségek eloszlása csővezetékekben 152
4.2.4. A lamináris hártya 155
4.3, A X ellenállási tényező turbulens mozgásnál 157
4.3.1. A X ellenállási tényező lamináris és turbulens mozgásnál 157
4.3.2. Hidraulikailag sima csövekre vonatkozó összefüggések 162
4.3.3. Hidraulikailag érdes felületekre vonatkozó tényező 163
4.4. A X ellenállási tényező gyakorlati számítása 168
4.5. Turbulens áramlások nyiltfelszinü medrekben 169
Energiaveszteségek számítása 178
5.1. Súrlódási energiaveszteségek csővezetékekben 178
5.2. Súrlódási veszteség nyilt medrekben 180
5.3. Helyi energiaveszteségek csővezetékekben 182
5.3.1. A helyi energiaveszteségekről általában 182
5.3.2. Irányváltozás okozta helyi veszteségek 184
5.3.2.1. Könyökcsövek veszteségtényezője 185
5.3.2.2. Többszögü könyökcsövek veszteségtényezője 187
5.3.2.3. ívcsövek veszteségtényezője 189
5.3.3. Keresztmetszet változások veszteségtényezői 191
5.3.3.1. Hirtelen szelvénytágulás 191
5.3.3.2. Hirtelen szelvényszükület 194
5.3.3.3. Fokozatos szelvénybővület (diffuzor) 195
5.3.3.4. Fokozatos szelvényszükület (konfuzor) 197
5.3.4. Belépési- és kilépési veszteségek 198
5.3.4.1. Belépési veszteség 198
5.3.4.2. Kilépési veszteség I99
5.3.5. Csőszelvények veszteségtényezői 200
5.3.5.1. A tolózár vesztesége 200
5.3.5.2. A pillangózár veszteségtényezője 201
5.3.5.3. A csőcsap vesztesége 201
5.3.4.4. A lábszelep vesztesége 202
5.4. Helyi energiaveszteségek nyilt medrekben 203
5.4.1. Gerbek ellenállása és vesztesége 203
5.4.2. Átereszek energiavesztesége 205
6, Kifolyás tartályokból és medencékből 210
6.1. Kifolyás nyiláson át 210
6.1.1. Kifolyás kisméretű oldalnyiláson állandó nyomással 210
6.1.2. Kifolyás fenéknyiláson állandó nyomással 213
6.1.3. Kifolyási idő számítása utánfolyás nélkül (változó nyomás 214
6.1.4. Kifolyási idő számítása utánfolyással 216
6.2. Kifolyás nagyméretű oldalnyiláson állandó nyomással 218
6.3. Ellennyomás alatti átfolyás 221
6.4. Kifolyás csőtoldatokon keresztüli 222
7. Csővezetékek hidraulikai méretezése 226
7.1. Hidraulikailag rövid csővezetékek méretezése 226
7.2. Hidraulikailag hosszú csővezetékek méretezése 232
7.3. Összefüggő vízszállító rendszerek hidraulikai méretezése 239
7.3.1. A szívócső hidraulikai méretezése 239
7.3.2. A nyomócső hidraulikai méretezése 242
7.3.3. Az elosztóhálózat hidraulikai méretezése 245
7.3.3.1. Az elágazó csőhálózat hidraulikai méretezése 246
7.3.3.2. A körvezetékes csőhálózat hidraulikai méretezése 247
7.4. Szifonok hidraulikai méretezése 251

Témakörök