Определение науки "гидравлика".
При решении различных проблем часто приходится встречаться с вопросом о движении различных жидкостей, а также с вопросом о силовом(механическом)воздействии жидкости на те или другие поверхности и на обтекаемые ею твердые тела.
Исследование этих вопросов постепенно привело к созданию обширной науки,которую следует назвать "механикой жидкого тела", или "механикой жидкости",или (если пользоваться греческими словами)"гидромеханикой". Само собой разумеется, что механика жидкости (гидромеханика)разделяется на статику(гидростатику), кинематику и гидродинамику.
Можно сказать, что в механике жидкости (в гидромеханике) изучаются законы равновесия и движения различных жидкостей: очевидно, что в ней должны даваться также и способы практического приложения этих законов, т.е. разрабатываться соответствующие методы гидромеханических расчетов различных конструкций, устройств и т.п.
Существенно подчеркнуть,что механика жидкости(гидромеханика) в виду целого ряда причин развивалась за рубежом и у нас в России по двум направлениям:
1)по направлению, свойственному техническим наукам(изучаемым в технических учебных заведениях), и
2)по направлению чисто математическому( с использованием обширного и относительно сложного математического аппарата, изучаемого главным образом в университетах).
В связи со сказанным создалось положение, когда в области единой науки механики жидкости мы оказались вынужденными различать как бы две разные науки( строго говоря, два разных метода исследования): "техническую механику жидкости"("техническую гидромеханику"), называемую часто "гидравликой"и изучаемую в технических учебных заведениях, и "математическую механику жидкости("математическую гидромеханику"), изучаемую главным образом в университетах.
Различие между этими науками, имеющими один и тот же объект исследования, в частности заключается в следующем.
В технической механике жидкости(гидравлике) при решении различных практических задач широко используются те или иные допущения или предположения, упрощающие рассматриваемый вопрос.Достаточно часто гидравлические решения экспериментов, основываются на результатах экспериментов, и потому в технической механике жидкости приводят относительно много различных эмпирических и полуэмпирических формул.При этом стремятся к оценке только главных характеристик изучаемого явления и часто оперируют теми или иными интегральными и усредненными величинами, которые дают достаточную для технических приложений характеристику рассматриваемых явлений; например, в технической механике жидкости часто пользуются понятием средней скорости движения жидкости в том или другом поперечном сечении потока и т. п. По своему характеру техническая механика близка к известным дисциплинам-строительной механике и сопротивлению,в которых под тем же углом зрения изучаются вопросы механики твердого тела. Следует учитывать, что гидравлика, являясь общетехнической дисциплиной, должна рассматриваться как "профессиональная физика жидкого тела", в которой, в частности даются основы соответствующих гидромеханических расчетов, используемых при проектировании инженерных сооружений конструкций, а также надлежащих технологических процессов.
Исследование этих вопросов постепенно привело к созданию обширной науки,которую следует назвать "механикой жидкого тела", или "механикой жидкости",или (если пользоваться греческими словами)"гидромеханикой". Само собой разумеется, что механика жидкости (гидромеханика)разделяется на статику(гидростатику), кинематику и гидродинамику.
Можно сказать, что в механике жидкости (в гидромеханике) изучаются законы равновесия и движения различных жидкостей: очевидно, что в ней должны даваться также и способы практического приложения этих законов, т.е. разрабатываться соответствующие методы гидромеханических расчетов различных конструкций, устройств и т.п.
Существенно подчеркнуть,что механика жидкости(гидромеханика) в виду целого ряда причин развивалась за рубежом и у нас в России по двум направлениям:
1)по направлению, свойственному техническим наукам(изучаемым в технических учебных заведениях), и
2)по направлению чисто математическому( с использованием обширного и относительно сложного математического аппарата, изучаемого главным образом в университетах).
В связи со сказанным создалось положение, когда в области единой науки механики жидкости мы оказались вынужденными различать как бы две разные науки( строго говоря, два разных метода исследования): "техническую механику жидкости"("техническую гидромеханику"), называемую часто "гидравликой"и изучаемую в технических учебных заведениях, и "математическую механику жидкости("математическую гидромеханику"), изучаемую главным образом в университетах.
Различие между этими науками, имеющими один и тот же объект исследования, в частности заключается в следующем.
В технической механике жидкости(гидравлике) при решении различных практических задач широко используются те или иные допущения или предположения, упрощающие рассматриваемый вопрос.Достаточно часто гидравлические решения экспериментов, основываются на результатах экспериментов, и потому в технической механике жидкости приводят относительно много различных эмпирических и полуэмпирических формул.При этом стремятся к оценке только главных характеристик изучаемого явления и часто оперируют теми или иными интегральными и усредненными величинами, которые дают достаточную для технических приложений характеристику рассматриваемых явлений; например, в технической механике жидкости часто пользуются понятием средней скорости движения жидкости в том или другом поперечном сечении потока и т. п. По своему характеру техническая механика близка к известным дисциплинам-строительной механике и сопротивлению,в которых под тем же углом зрения изучаются вопросы механики твердого тела. Следует учитывать, что гидравлика, являясь общетехнической дисциплиной, должна рассматриваться как "профессиональная физика жидкого тела", в которой, в частности даются основы соответствующих гидромеханических расчетов, используемых при проектировании инженерных сооружений конструкций, а также надлежащих технологических процессов.
В математической механике жидкости, как было отмечено, широко используется относительно сложный математический аппарат, не изучаемый в технических вузах. Этот аппарат прилагается также к несколько упрощенным схемам движения жидкости. Однако в этом методе исследования мы все же не прибегаем к различного рода допущениям и не оперируем различными усредненными величинами в такой мере, как в технической механике жидкости.Решения, получаемые в математической гидромеханике, оказываются более строгими в математическом отношении.По своему характеру математическая механика жидкости сходна(чисто формально) с математической теорией упругости(рассматривающей вопросы механики твердого тела), изучаемого в университетах.
Как показал опыт, методы математической механики жидкости сплошь и рядом оказываются столь сложными, что громадное большинство практических задач, следуя этим методам, решить невозможно. Этим и объясняется возникновение и развитие технической, прикладной науки - технической механики жидкости, т.е. гидравлики, которая стремиться дать приближенные ответы на все те вопросы,связанные с движущейся или покоящейся жидкостью которые ставит перед нами практика.
Можно сказать, что в технической гидромеханике( в гидравлике) приближенно решаются сложные задачи при помощи простых методов. В математической же гидромеханике относительно точно решаются только некоторые простейшие задачи при помощи сложных методов. Надо, впрочем, отметить , что в последнее время мы все чаще сталкиваемся с вопросами, которые приходится решать , сочетая методы технической и математической гидромеханики, причем иногда бывает трудно провести границу между этими двумя науками(вернее, между этими двумя методами, используемыми в области механики жидкости).
Необходимо отметить, что техническая механика жидкости(гидравлика), представляющая собой обширную самостоятельную, сложившуюся техническую науку, включает в себя много различных разделов, касающихся отдельных сторон рассматриваемой проблемы. Разумеется, эти разделы должны излагаться в курсах "Технической механики жидкости" для разных технических специальностей различно. Например для строительных специальностей приходится более подробно освещать те вопросы, которые имеют место при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений; для машиностроительных специальностей - те процессы с которыми мы сталкиваемся при проектировании и эксплуатации машин и т. д.
Из сказанного выше видно, что термины "гидравлика", "техническая гидромеханика" и "техническая механика жидкости" следует рассматривать как имеющие одинаковое значение(как бы синонимы). Необходимо учитывать, что само слово"гидравлика" произошло от слияния двух греческих слов, из которых первое значит "вода" а второе - "труба", "канал", "струя". Как видно, ранее считали, что гидравлика занимается изучением движения или покоя только воды. Однако в настоящее время термин "гидравлика"(а также "гидромеханика") понимается в более широком смысле: мы предполагаем, что объектом изучения в гидравлике является любая жидкость(а не только вода).
Можно сказать, что в технической гидромеханике( в гидравлике) приближенно решаются сложные задачи при помощи простых методов. В математической же гидромеханике относительно точно решаются только некоторые простейшие задачи при помощи сложных методов. Надо, впрочем, отметить , что в последнее время мы все чаще сталкиваемся с вопросами, которые приходится решать , сочетая методы технической и математической гидромеханики, причем иногда бывает трудно провести границу между этими двумя науками(вернее, между этими двумя методами, используемыми в области механики жидкости).
Необходимо отметить, что техническая механика жидкости(гидравлика), представляющая собой обширную самостоятельную, сложившуюся техническую науку, включает в себя много различных разделов, касающихся отдельных сторон рассматриваемой проблемы. Разумеется, эти разделы должны излагаться в курсах "Технической механики жидкости" для разных технических специальностей различно. Например для строительных специальностей приходится более подробно освещать те вопросы, которые имеют место при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений; для машиностроительных специальностей - те процессы с которыми мы сталкиваемся при проектировании и эксплуатации машин и т. д.
Из сказанного выше видно, что термины "гидравлика", "техническая гидромеханика" и "техническая механика жидкости" следует рассматривать как имеющие одинаковое значение(как бы синонимы). Необходимо учитывать, что само слово"гидравлика" произошло от слияния двух греческих слов, из которых первое значит "вода" а второе - "труба", "канал", "струя". Как видно, ранее считали, что гидравлика занимается изучением движения или покоя только воды. Однако в настоящее время термин "гидравлика"(а также "гидромеханика") понимается в более широком смысле: мы предполагаем, что объектом изучения в гидравлике является любая жидкость(а не только вода).