Введение

ВВЕДЕНИЕ

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цель преподавания дисциплины

Гидравлика  является фундаментальной дисциплиной, изу­чающей законы равновесия и движения жидкостей и их применение для решения инженер­ных задач.

Конкретная цель подготовки студентов по этой дисциплине – изучение законов движения жидкости, форм ее движения  и их физической сущности, приложение законов движения жидкости для расчета емкостей, трубопроводов, насосного оборудования, подземных потоков и т.д., используемых в разнообразных технологических процессах на железной дороге.

1.2. Задачи изучения дисциплины

Рекомендуемые материалы

Изучив дисциплину, студент должен:

Знать законы движения жидкости; физическую сущность явлений, изучаемых гидравликой; формы движения жидкости и уравнения, которыми они описываются; методы исследования взаимодействия потоков с руслами и со­оружениями; особенности движения воды в инженерных соору­же­ниях железных дорог.

Уметь вести гидрав­лические расчеты равномерного и неравномерного движения жидкости; рассчитывать трубопроводы; определять главные размеры водопропуск­ных сооружений железных дорог на основе гидравлического  обоснования их проектирования; проводить расчеты водопропускных сооружений (подводящих и от­водящих русел, мостов, труб и пр.),  размывов в нижних бьефах дорожных труб.

Иметь представление о  гидравлической надежности водопропу­скных сооружений, гидравлическом обосновании процессов стока с малых водосборов.

Теоретические знания вопросов дисциплины формируются на лекциях и углубляются и закрепляются на лабораторных занятиях, в ходе выполнения контрольных работ, а также входе самостоятельной работы. Умение производить расчеты достигается на лабораторных занятиях и закрепляются и контролируются в ходе выполнения контрольных работ. На всех занятиях осуществляется текущий контроль знаний. В конце курса принимается зачет.

1.3. Объем дисциплины и виды учебной работы

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИКИ

Гидравликой называется прикладная техническая наука, в ко­торой изучаются законы равновесия и движения жидко­стей, а также методы применения этих законов в различных об­ластях инженерной практики.

Для познания рассматриваемых явлений и установления при­чин их возникновения в гидравлике широко применяются упро­щенные приемы решения некоторых задач с целью получения при­ближенных, но иногда крайне необходимых ответов на вопросы инженерной практики.

Изучением законов равновесия и движения жидкостей зани­мается также и другая наука, называемая теоретической гидроме­ханикой, в которой применяются лишь строго математические ме­тоды, позволяющие получать общие теоретические решения раз­личных задач, связанных с равновесием и движением жидкостей. Долгое время теоретическая гидромеханика рассматривала преимущественно невязкую (идеальную) жидкость, т. е. некоторую ус­ловную жидкость с абсолютной подвижностью частиц, считаю­щуюся абсолютно несжимаемой, не обладающей вязкостью, т. е. не сопротивляющейся касательным напряжениям. В последнее время гидромеханика стала разрешать также проблемы движения вязких (реальных) жидкостей, поэтому роль эксперимента в гид­ромеханике значительно возросла.

Таким образом, изучением законов равновесия и движения жид­костей занимаются две науки: гидравлика (техническая механика жидкостей, или техническая гидромеханика) и теоретическая гид­ромеханика. Настоящий курс посвящен изложению основ гидрав­лики.

3. ЗНАЧЕНИЕ ГИДРАВЛИКИ В ЭКОЛОГИИ

При проектировании, строительстве и эксплуатации железных дорог гидравлике принадлежит значительная роль.

Железная дорога представляет собой сложный комплекс самых разно­образных сооружений и устройств. Туда входят, кроме пути, также боль­шие и малые мосты, разного рода искусственные сооружения, связанные с водоотводом, устройством железнодорожного водоснабжения и канализации и т. д. Так, при проектировании мостовых переходов приходится выполнять гидравлические расчеты по определению размеров отверстий мостов и про­гнозировать возможные размывы русел, намечая мероприятия по защите устоев и быков от подмыва (крепления русел, струенаправляющие дамбы и т. д.).

Вместе с этой лекцией читают "Основные характеристики памяти".

При помощи гидравлических расчетов определяются также размеры водопропускных труб под насыпями, и устанавливается характер протекания в них потока с целью правильного назначения конструкций по предотвраще­нию разрушения отводящих русел при выходе потока из отверстий. Большое количество гидравлических расчетов связано с проектированием перепадов и быстротоков, устраиваемых при организации отвода воды от водопропуск­ных сооружений, а также с проектированием подводящих и отводящих русел искусственных сооружений и т. д.

Большая роль в железнодорожном строительстве принадлежит методам расчета движения грунтовых вод. Здесь имеются в виду расчеты по водопонижению при сооружении котлованов, определение дебита грунтовых скважин при организации железнодорожного водоснабжения, определение положе­ния уровня грунтовых вод в насыпях, подверженных подпору, и в напорных земляных дамбах, гидравлический расчет дренажных устройств и т. д.

Наконец, при проектировании сооружений железнодорожного водоснаб­жения основная роль принадлежит гидравлическим расчетам (определение размеров водопроводных труб и различных трубопроводов и установление потерь напора в них, расчет водопроводных сетей и резервуаров, расчеты по установлению возможности возникновения гидравлического удара в трубах и т. д.).

Выше перечислены только основные области применения гидравлики в железнодорожном деле. Можно привести значительное количество и до­полнительных примеров.

Проектирование и постройка всех перечисленных сооружений, а также их эксплуатация требуют знания гидравлики.

Таким образом, из всего изложенного видна та большая роль, которая принадлежит гидравлике в подготовке высококвалифицированных специа­листов по строительству железных дорог.