МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«Харьковский политехнический институт»

А. В. Бойко

ГИДРОГАЗОДИНАМИКА

Рекомендовано Министерством образования и науки Украины

в качестве учебного пособия для студентов высших технических учебных заведений,

обучающихся по специальности "Энергетика"

ББК253.3я73

Б77

УДК [532.5:533.1](075.8)

Рецензенти: Е. Г. Братута, д-р техн. наук, професор, Національний технічний університет «ХПІ»,

В. П. Герасименко, д-р техн. наук, професор, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ»,

В. І. Гнесін, д-р техн. наук, професор, Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного

НАН Украіни,

Г. М. Любчик, д-р техн. наук, професор, Національний технічний університет

України «КПІ»

Викладені основні закони і рівняння руху рідини. Описані закономірності одномірного, дво- і тримірного руху нестисливої, стисливої до- та зверхзвукової течії. Подані основні поняття теорії подібності. Висвітлені основи теорії приграничного шару і процеси, які проходять при витіканні газу з сопел і решіток турбомашин.

Для студентів вищих технічних навчальних закладів, які навчаються за напрямом енергетика.

Бойко А. В.

Гідрогазодинаміка: Навч. посібник. - Харків: НТУ "ХПІ", 2006. -413 с.-Рос. мовою.

ISBN 966-593-446-5

Излагаются основные законы и уравнения движения жидкости. Описаны закономерности одномерного, двух- и трехмерного движения несжимаемого, сжимаемого, до-и сверхзвукового течения. Даны основные понятия о теории подобия. Освещены основы теории пофаничного слоя и процессы, происходящие при истечении газа из сопел и решеток турбомашин.

Для студентов высших технических учебных заведений, которые обучаются по направлению энергетика.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Основные условные обозначения

Введение

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ДИНАМИКИ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗА

1.1. Определение жидкости. Концепция непрерывности

1.2. Свойства сплошности

1.3. Системы и контрольные объёмы

1.4. Скалярные, векторные и тензорные поля в гидрогазодинамике

1.5. Связь между элементами напряжений и соответствующими скоростями деформаций

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

2.1. Закон сохранения массы. Уравнение неразрывности движения

2.2. Теорема импульсов. Уравнение количества движения

2.3. Уравнения движения

2.4. Первый закон термодинамики для контрольного объёма. Уравнение сохранения энергии

2.5.Второй закон термодинамики

ГЛАВА 3. ОДНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ГАЗА

3.1.Скорость звука

3.2.Различные формы уравнения энергии

3.3.Газодинамические функции одномерного адиабатического потока

3.4.Классификация течения сжимаемой жидкости

3.5. Основы физического моделирования

3.6. Одномерные течения при различных внешних воздействиях

ГЛАВА 4. ДВУХ И ТРЁХМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ

4.1. Безвихревое движение жидкости. Потенциал скоростей и функция тока

4.2. Примеры простейших потенциальных потоков идеальной несжимаемой жидкости и их наложение. Теорема Н.Е. Жуковского

4.3. Применение теории функций комплексного переменного к изучению плоскопараллельного потока идеальной жидкости

4.4. Метод конформного преобразования

4.5. Графический метод построения профилей Н.Е. Жуковского, С.А. Чаплыгина.

Теорема Жуковского - Чаплыгина о результирующей силе давления

4.6. Основы теории вихрей. Основные теоремы вихревого течения идеальной жидкости

4.7. Общее уравнение для потенциала скоростей

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ СЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ

5.1. Распространение возмущений в газе при движении в нём материальной точки

5.2. Число Маха и угол Маха

5.3. Критическое значение числа Маха. Скачки уплотнения в газовом потоке

ГЛАВА 6. ПЛОСКОЕ ДО- И СВЕРХЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ ГАЗА С МАЛЫМИ ВОЗМУЩЕНИЯМИ

6.1. Суть метода линеаризации

6.2. Линеаризация уравнения для потенциала скоростей

6.3. Линеаризованное уравнение Бернулли

6.4. Двухмерный дозвуковой поток с малыми возмущениями

6.5. Двухмерный сверхзвуковой поток с малыми возмущениями

ГЛАВА 7. МЕТОД ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ДВУХМЕРНОГО СВЕРХЗВУКОВОГО ПОТОКА

7.1. Описание метода характеристик

7.2. Течение Прандтля-Майера. Использование характеристик годографа. Единичные процессы

7.3.Примеры применения метода характеристик

ГЛАВА 8. СКАЧКИ УПЛОТНЕНИЯ В ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

8.1. Основные уравнения косого скачка уплотнения

8.2. Прямой скачок уплотнения. Правила взаимодействия скачков

8.3. Ударные поляры

8.4. Некоторые специфические аспекты косых скачков

8.5. Потери в скачках уплотнения

8.6. Отражение и взаимодействие скачков

8.7. Примеры двухмерных течений, содержащих скачки

ГЛАВА 9. ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ

9.1. Дифференциальные уравнения пограничного слоя

9.2. Интегральное соотношение пограничного слоя

9.3. Расчёт ламинарного, турбулентного и смешанного пограничного слоя для плоской пластинки

9.4. Пограничный слой на криволинейной поверхности

9.5. Пограничный слой при больших скоростях. Взаимодействие скачков с пограничным слоем

ГЛАВА 10. ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗА ИЗ СУЖИВАЮЩИХСЯ СОПЕЛ И ОТВЕРСТИЙ. СОПЛА ЛАВАЛЯ

10.1. Суживающиеся сопла

10.2. Истечения газа из отверстия с острой кромкой. Второе критическое отношение давления

10.3. Сопла Лаваля

10.4.Сверхзвуковое сопло с косым срезом

ГЛАВА 11. ТЕЧЕНИЕ ГАЗА ЧЕРЕЗ РЕШЕТКИ ТУРБОМАШИН

11.1. Классификация решеток турбомашин

11.2 Силы, действующие на профиль в решётке. Теорема Н.Е. Жуковского для решётки

11.3. Обтекание решёток из произвольных профилей

11.4. Расчёт потенциального потока в решётках по теории канала

11.5. Профилирование дозвуковых профилей

11.6. Структура потока в реактивных решётках при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях

11.7. Профилирование сверхзвуковых профилей

Список литературы

Приложения