Opis
Publikacja Wydawnictwa WNT, dodruk Wydawnictwo Naukowe PWN. Materiał zawarty w ninejszym podręczniku podzielono na dwie części. W części I omówiono przepływy jednofazowe, a w części II mechanikę płynów dla przepływów dwufazowych. Autorami podręcznika są najwybitniejsi polscy naukowcy z dziedziny inżynierii i ochrony środowiska, pracujący na uczelniach i w instytutach naukowych. Spis treściPRZEDMOWA 13 WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 17 Część I MECHANIKA PRZEPŁYWÓW JEDNOFAZOWYCH 25 1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE 26 1.1. PRZEDMIOT MECHANIKI PRZEPŁYWÓW JEDNOFAZOWYCH 26 1.2. PŁYN JAKO OŚRODEK CIĄGŁY 28 1.3. SIŁY DZIAŁAJĄCE W PŁYNACH 29 1.4. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE PŁYNÓW 31 1.4.1. Temperatura 31 1.4.2. Ciśnienie 32 1.4.3. Gęstość 32 1.4.4. Zależność między podstawowymi parametrami płynu 33 1.4.5. Płyny newtonowskie i płyny nienewtonowskie 35 1.4.6. Właściwości dyssypatywne płynów 38 1.4.7. Napięcie powierzchniowe 42 1.4.8. Włoskowatość 44 1.4.9. Ciśnienie wrzenia 46 1.5. PODSTAWOWE PRAWA GAZÓW 47 1.5.1. Gazy doskonałe 47 1.5.2. Gazy rzeczywiste 50 1.6. RODZAJE METOD BADAWCZYCH 52 1.7. PRZYKŁADY 54 2. STATYKA PŁYNÓW 58 2.1. RÓWNANIE RÓWNOWAGI PŁYNU 58 2.2. RÓWNOWAGA BEZWZGLĘDNA PŁYNU 61 2.2.1. Równowaga w potencjalnym polu sił masowych 61 2.2.2. Równowaga podczas braku sił masowych 62 2.2.3. Równowaga w polu sił ciężkości 63 2.2.4. Naczynia połączone 65 2.2.5. Zasada ciągu kominowego 68 2.2.6. Równowaga atmosfery ziemskiej 70 2.3. PARCIE CIECZY NA POWIERZCHNIE ŚCIAN 72 2.3.1. Powierzchnie płaskie 72 2.3.2. Powierzchnie zakrzywione 77 2.4. PARCIE PŁYNU NA CIAŁA ZANURZONE 80 2.4.1. Wypór hydrostatyczny 80 2.4.2. Pływanie ciał 81 2.5. RÓWNOWAGA WZGLĘDNA CIECZY 83 2.5.1. Ruch postępowy 84 2.5.2. Ruch obrotowy 85 2.5.3. Kształt swobodnej powierzchni cieczy 86 2.6. PRZYKŁADY 87 3. KINEMATYKA PŁYNÓW 99 3.1. METODY ANALIZY RUCHU PŁYNÓW 99 3.1.1. Metoda Lagrange’a 99 3.1.2. Metoda Eulera 100 3.2. POCHODNA SUBSTANCJALNA 101 3.3. POLA FIZYCZNE 102 3.4. LINIE PRĄDU 105 3.5. RÓWNANIE CIĄGŁOŚCI PRZEPŁYWU 107 3.6. PRĘDKOŚCI ODKSZTAŁCENIA I PRĘDKOŚCI OBROTU ELEMENTU PŁYNU 111 3.7. PRZYKŁADY 114 4. DYNAMIKA PŁYNÓW DOSKONAŁYCH 119 4.1. RÓWNANIE RUCHU PŁYNU DOSKONAŁEGO 119 4.2. DYNAMICZNE DZIAŁANIE PŁYNU 120 4.2.1. Strumień pędu i reakcja płynu 120 4.2.2. Reakcja płynu w przepływie wewnętrznym 124 4.3. RÓWNANIE BERNOULLIEGO 125 4.3.1. Całka równania Eulera 125 4.3.2. Różne formy równania Bernoulliego 127 4.3.3. Zastosowanie równania Bernoulliego do pomiarów prędkości 129 4.4. PŁASKIE PRZEPŁYWY PŁYNÓW DOSKONAŁYCH 131 4.5. PRZYKŁADY 135 5. DYNAMIKA PŁYNÓW RZECZYWISTYCH 141 5.1. RÓWNANIE NAVIERA-STOKESA 141 5.2. RÓWNANIA RUCHU I CIĄGŁOŚCI W RÓŻNYCH UKŁADACH WSPÓŁRZĘDNYCH 143 5.3. PODOBIEŃSTWO ZJAWISK PRZEPŁYWOWYCH 145 5.4. PRZEPŁYWY LAMINARNE 151 5.4.1. Istota przepływu laminarnego 151 5.4.2. Przepływ laminarny w przewodzie płaskim 152 5.4.3. Przepływ laminarny w przewodzie o przekroju kołowym 155 5.4.4. Spływ cieczy po ściance pionowej 157 5.4.5. Krytyczna liczba Reynoldsa 159 5.5. PRZEPŁYWY TURBULENTNE 160 5.5.1. Istota przepływu turbulentnego 160 5.5.2. Rozkład prędkości 162 5.5.3. Turbulentna struga swobodna 164 5.6. WARSTWA PRZYŚCIENNA 167 5.6.1. Informacje ogólne 167 5.6.2. Laminarna i turbulentna warstwa przyścienna 170 5.6.3. Oderwanie warstwy przyściennej 174 5.7. PRZYKŁADY 178 6. RÓŻNICZKOWE RÓWNANIA BILANSOWE DLA PŁYNÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH 185 6.1. RÓWNANIE BILANSU MASY 185 6.1.1. Sposób wyrażania składu chemicznego 185 6.1.2. Prędkości przepływu płynu wieloskładnikowego 187 6.1.3. Gęstość strumienia masowego i gęstość strumienia dyfuzji 188 6.1.4. Szybkość reakcji chemicznej 189 6.1.5. Równania bilansu ilości substancji. Równanie Naviera-Stokesa dla płynu wieloskładnikowego 190 6.2. BILANS ENERGII I GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPŁA 192 6.3. PRZYKŁADY 193 7. PRZEPŁYWY W PRZEWODACH ZAMKNIĘTYCH 196 7.1. OPORY PRZEPŁYWU 196 7.1.1. Straty ciśnienia wskutek tarcia 197 7.1.2. Straty ciśnienia wskutek oporów miejscowych 202 7.2. PRZEPŁYWY W PRZEWODACH DŁUGICH 204 7.2.1. Przewód pojedynczy o stałej i zmiennej średnicy 204 7.2.2. Układy przewodów 207 7.2.3. Wybór średnicy przewodu 211 7.3. PRZEPŁYWY W PRZEWODACH WENTYLACYJNYCH 211 7.3.1. Wprowadzenie 211 7.3.2. Przewody rozdzielcze 213 7.4. NAWIEW I WYWIEW POWIETRZA 225 7.4.1. Otwory nawiewne 225 7.4.2. Otwory wywiewne (ssawne) 227 7.5. PRZEPŁYWY PRZY ZNACZNEJ ZMIANIE PRZEKROJU STRUGI 230 7.5.1. Ustalony wypływ cieczy ze zbiornika 230 7.5.2. Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika 233 7.5.3. Zwężki pomiarowe 237 7.5.4. Przepływ przez przewody o nagłej zmianie przekroju 240 7.5.5. Przystawki 244 7.6. PRZEWODY ZBIEŻNE I ROZBIEŻNE 246 7.7. NIEUSTALONY PRZEPŁYW WODY W PRZEWODZIE (UDERZENIE HYDRAULICZNE) 250 7.8. PRZYKŁADY 257 8. PRZEPŁYWY W KANAŁACH OTWARTYCH 266 8.1. INFORMACJE OGÓLNE 266 8.2. RUCH JEDNOSTAJNY 267 8.3. RUCH SPOKOJNY I RWĄCY 272 8.4. PRZELEWY 276 8.5. PRZYKŁADY 285 9. OPŁYW CIAŁ 292 9.1. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA OPŁYWANE CIAŁO 292 9.2. ROTAMETRY 297 9.3. OPÓR TARCIA I OPÓR CIŚNIENIA 299 9.4. OPŁYW