Розглянуті фізичні властивості рідин, основні закони гідростатики, кінематики та динаміки рідини і режими руху рідин; втрати напору на тертя і в місцевих опорах, особливості витікання рідин через отвори та насадки, розрахунку трубопроводів і неусталеного руху; рівняння безнапірного руху рідин в лотках, обтікання тіл потоком рідини і двохфаз- ної течії рідин в трубах. Окремо розглянуті реологічні властивості н$;- ньютонівських рідин і методи їх дослідження. Матеріал ілюструється прикладами в явній і неявній формах розв'язку. Навчальний посібник розрахований на студентів спеціальностей нафтогазового профілю, інженерно-механічних і технологічних спеціальностей технічних вузів. Може бути використаний інженерно- технічними працівниками підприємств нафтогазової галузі, проектними та науково-дослідними організаціями. ЗМІСТ Передмова 3 1. Фізичні властивості рідин 5 1.1. Модель капельної рідини 5 1.2. Сили, які діють на рідину. Тиск в рідині 6 1.3. Основна властивість тиску 9 1.4. Одиниці вимірювання тиску 10 1.5. Фізичні властивості рідин 12 2. Гідростатика 17 2.1. Диференціальне рівняння рівноваги рідини (рівняння Ейлера) 17 2.2. Окремі випадки інтегрування диференціального рівняння рівноваги рідини 19 2.2.1. Основне рівняння гідростатики 19 2.2.2. Відносний спокій рідини при обертанні посудини навколо вертикальної осі 21 2.2.3. Відносний спокій рідини в посудині, що рухається прямолінійно з прискоренням 25 2.3. Епюри гідростатичного тиску 26 2.4. Прилади для вимірювання тиску 27 2.5. Закон сполучених посудин 33 2.6. Закон Паскаля і його практичне значення 35 2.7. Сила тиску рідини на плоскі поверхні 38 2.7.1. Знаходження точки прикладання сили надлишкового тиску рідини на плоску поверхню 40 2.8. Сила тиску рідини на криволінійні поверхні .. 42 2.8.1. Визначення товщини стінки труб 45 2.9. Закон Архімеда і основи теорії плавання тіл . . 46 3. Кінематика та динаміка рідин (гідродинаміка) . . 51 3.1. Задачі і методи досліджень 51 3.2. Види руху рідини 52 3.3. Модель елементарної струминки ідеальної рідини та її властивості 53 3.4. Витрата рідини та рівняння нерозривності елементарної струминки 55 3.5. Диференціальне рівняння нерозривності потоку рідини 56 3.6. Диференціальне рівняння руху ідеальної рідини (Л.Ейлер, 1755 р.) 59 3.7. Рівняння Д.Бернуллі для струминки ідеальної нестисливої рідини при усталеному русі 60 3.8. Геометричний та фізичний (енергетичний) зміст рівняння Д.Бернуллі 63 3.9. Рівняння Д.Бернуллі для струминки реальної нестисливої рідини. Гідравлічний нахил 67 3.10. Рівняння Д.Бернуллі для потоку в'язкої рідини, Коефіцієнт Корiоліса 70 3.11. Видозміна рівняння Бернуллі в залежності від умов задачі 73 3.11.1. Потік горизонтальний, напірний, змінного перерізу 73 3.11.2. Потік горизонтальний, напірний, постійного перерізу 74 3.11.3. Потік напірний, постійного перерізу 74 3.11.4. Потік похилий (z1 > z2) постійного перерізу, тиски на поверхні рідини в резервуарах однакові . 75 3.12. Приклади застосування рівняння Бернуллі в інженерній практиці 75 3.12.1. Визначення витрати рідини 75 3.12.2. Розрахунок висоти всмоктування відцентрового насоса 78 3.12.3. Визначення величини вакууму ежекторної установки .. 79 3.12.4. Розрахунок необхідного тиску на викидній лінії насоса 81 3.12.5. Розрахунок карбюратора двигунів внутрішнього згоряння 82 3.13. Рівняння кількості руху для потоку рідини 83 4. Режими течії рідини і гідравлічні опори 86 4.1. Режими течії рідини 86 4.1.1. Число Рейнольдса та критична швидкість течії рідини 87 4.1.2. Визначення режиму течії рідини в некруглих трубах 90 4.2. Теорія ламінарної течії в круглих трубах ....91 4.2.1. Початкова дільниця ламінарної течії 96 4.2.2. Гідродинамічна теорія змащення 99 4.3. Основні визначення турбулентної течії рідини...102 4.3.1. Поняття про гладкі і шорсткі труби 108 4.3.2. Вплив різних факторів на коефіцієнт гідравлічного опору 113 4.3.3. Формули для визначення коефіцієнта гідравлічного опору 115 4.3.4. Узагальнена формула Л.С. Лейбензона для визначення втрат напору 118 4.3.5. Визначення втрат напору у водопровідних трубах 118 5. Місцеві опори 121 5.1. Класифікація місцевих опорів та визначення втрат напору 121 5.2. Визначення втрат напору при раптовому розширенні (теорема Карно-Ворда) 122 5.3. Коефіцієнт місцевого опору при раптовому розширенні 125 5.4. Коефіцієнт місцевого опору при раптовому звуженні 125 5.5. Коефіцієнт місцевого опору при поступовому розширенні 126 5.6. Коефіцієнт місцевого опору при поступовому звуженні 129 5.7. Значення коефіцієїгтів окремих місцевих опорів.. 130 5.8. Залежність коефіцієнтів місцевих опорів від режиму течії рідини 136 5.9. Коефіцієнт опору системи 137 5.10. Визначення еквівалентної та розрахункової довжини трубопроводів 139 6. Витікання рідини з отворів та насадків 140 6.1. Загальна характеристика процесу витікання рідини 140 6.2. Витікання рідини через малий отвір в тонкій стінці при сталому напорі 140 6.3. Витікання рідини через затоплений отвір 146 6.4. Витікання рідини через великі отвори в боковій стінці 148 6.5. Витікання рідини через насадки при постійному напорі 150 6.6. Витікання рідини через отвори і насадки при змінному напорі 156 7. Гідр авлічний розрахунок трубопроводів 159 7.1. Призначення та класифікація трубопроводів .. 159 7.2. Основні задачі розрахунку трубопроводів .... 161 7.3. Розрахунки простих трубопроводів 161 7.3.1. Визначення необхідного тиску на початку трубопроводу 161 7.3.2. Визначення пропускної здатності трубопроводу 164 7.3.3. Визначення необхідного діаметра трубопроводу 166 7.3.4. Графо-аналітичний метод гідравлічного роз- рахунку трубопроводу 167 7.3.5. Визначення оптимального діаметра трубопроводу 168 7.4. Розрахунок складних трубопроводів 170 7.4.1. Послідовне з'єднання трубопроводів 170 7.4.2. Паралельне з'єднання трубопроводів 171 7.4.3. Розгалужені трубопроводи 172 7.4.4. Кільцеві (замкнуті) системи трубопроводів . 173 7.5. Сифонний трубопровід 175 7.6. Розрахунок насосної установки 177 8. Неусталений рух рідини в трубах 180 8.1. Прямолінійний рівноприскорений (сповільнений) рух 180 8.2. Обертання потоку навколо вертикальної осі .. 183 8.3. Гідравлічний удар в трубах 183 8.4. Гідравлічний таран 188 9. Обтікання тіл потоком рідини 191 9.1. Вільне падіння твердих тіл в рідині 191 9.2. Сила динимічного тиску струменя рідини на стінки 192 9.3. Траєкторія руху вільного струменя 194 9.4. Вертикальні струмені 196 10. Безнапірний усталений рух рідини 197 10.1. Основні рівняння безнапірної течії рідини . . 197 10.2. Гідравлічно найбільш вигідний переріз каналу 198 10.3. Критична глибина потоку 199 10.4. Рівномірний бурхливий потік 201 10.5. Нерівномірний плавнозмінний рух в призматичних каналах 202 10.5.1. Особливості формування нерівномірного плавно-змінного бурхливого потоку 203 10.6. Гідравлічний стрибок 205 11. Усталений рух газорідинних сумішей в трубах . . 210 11.1. Властивості газорідинних сумішей 210 11.2. Структури потоків в ГРС 214 11.3. Гідравлічний розрахунок трубопроводів для ГРС 217 11.3.1. Низхідна течія рідини 218 11.3.2. Висхідна течія рідини 220 11.3.3 Місцеві опори 221 12. Гідродинамічна подібність потоків рідини і критерії подібності 222 12.1. Основний закон динамічної подібності потоків 222 12.2. Основні критерії гідродинамічної подібності потоків 224 12.3. Метод розмірностей 229 13. Неньютонівські рідини 231 13.1. Загальні положення та визначення 231 13.2. Неньютонівські рідини з реологічними характеристиками, які не залежать від часу 232 13.2.1. Бінгамівські пластики 232 13.2.2. Псевдопластики 233 13.2.3. Дилатантні рідини 233 13.3. Неньютонівські рідини, реологічні властивості яких залежать від часу 234 13.3.1. Тиксотропні рідини 234 13.3.2. Реопектичні рідини 235 13.3.3. В'язкопружні рідин и 235 13.4. Дослідження стаціонарно-реологічних рідин за допомогою ротаційних віскозиметрів 235 13.4.1. Осьово-циліндричні віскозиметри 235 13.4.2. Циліндр, що обертається в необмеженій рідині 236 13.4.3. Віскозиметр типу конус-пластина 237 Додатки 238 Список літератури 248