БСЭ1/Гидравлика

ГИДРАВЛИКА, прикладная наука, изучающая Шаблон:Razr и разрабатывающая способы Шаблон:Razr этих законов. С чисто практическ. стороны происхождение гидравлики кроется в глубокой древности. Египтяне еще за 3 т. лет до хр. эры строили каналы для орошения земель из реки Нила; искусство проведения каналов было хорошо известно и древнему Востоку (Ассирия и Вавилон) и древ. Греции. В Афинах и поныне сохранились остатки Шаблон:Lsafe (см.), некогда служивших для водоснабжения. Весьма значительного совершенства достигло устройство акведуков в древнем Риме, к-рому было известно также и применение свинцовых труб для водоснабжения. Однако, в исторических документах нет определенных указаний на то, что римляне обладали знанием количественных законов движения воды, и следует думать, что все отмеченные достижения древнего мира оставались лишь в области Шаблон:Razr2, а не сколько-нибудь Шаблон:Razr2. В этом последнем смысле начало Г. было положено Архимедом (250 лет до хр. э.), который дал нек-рые элементы Шаблон:Lsafe (см.) и доказал известный принцип, что погруженное в жидкость тело теряет в своем весе столько, сколько весит вытесняемая этим телом жидкость. Однако, и эти элементы знания были утеряны после падения Рима, и до конца 16 века нельзя указать никакого, даже самого незначительного, прогресса в гидравлике. Только в 1585 Шаблон:Razr в своем трактате указал некоторые правила для определения давления воды на дно и стенки сосудов. В 1612 Шаблон:Razr рассмотрел т. наз. «гидростатический парадокс» и первые законы плавания тел; ученик Галилея Шаблон:Razr в 1643 дал известную формулу для скорости при истечении жидкости из отверстия. Шаблон:Razr (1650) показал, что давление на поверхности жидкости, производимое внешними силами, передается равномерно во все стороны (закон Паскаля). Наконец, Шаблон:Razr в 1686 впервые высказал основные законы внутреннего трения в жидкостях. Но все эти, а равно и нек-рые другие, менее значительные положения и законы еще не создали Г. как особой науки. Только 18 век дал прочные основы для нее: в 1738 Даниилом Шаблон:Razr была доказана знаменитая теорема, носящая его имя, к-рая и поныне составляет одну из основ Г., а в 1755 Леонард Шаблон:Razr дал дифференциальные уравнения равновесия и движений жидкости. В конце того же 18 века появились и первые серьезные попытки практич. приложений теории, главным обр. в работах Шаблон:Razr (Dubuat) по водосливам, и Шаблон:Razr (Chézy) по движению воды в каналах и в трубах. После этого, примерно с 1800, и начала, собственно, создаваться Г. как прикладная наука в ее современном смысле. — Шаблон:Razr— отдел Г., в котором рассматриваются законы равновесия жидкостей и их практические применения. Основным понятием при этом является гидростатическ. давление в жидкости, приходящееся на единицу площади, например, на 1 см². Для жидкости, находящейся в покое, гидростатическое давление $p$ выражается весьма простой зависимостью

В связи с этим следует иметь в виду, что давление жидкости на дно сосуда не зависит от формы этого сосуда (а, следовательно, и от количества заключающейся в нем жидкости); оно равно площади дна сосуда, умноженной на глубину жидкости и на вес единицы объема последней. В этом заключается так называемый «гидростатический парадокс», упомянутый выше. Указанные там же законы Архимеда и Паскаля также принадлежат к основным положениям гидростатики. Гидростатика находит обширные практические применения при определении давления воды на стенки различных сосудов, труб, подпорных стен, набережных, плотин, быков и устоев мостов и пр.

Шаблон:Razr изучает Шаблон:Razr2. Чтобы дать понятие об этих законах гидродинамики как отдела Г., остановимся сначала на некоторых важнейших определениях. Если в потоке жидкости (например, в реке, канале, трубе и т. д.) проведем плоскость перпендикулярно к общему направлению течения, то такая плоскость носит название «Шаблон:Razr2»; величина его площади обозначается через $\omega$. Шаблон:Razr жидкости $Q$ называется объем жидкости, протекающей в единицу времени через данное живое сечение. Частицы жидкости движутся через такое сечение вообще с неодинаковыми скоростями; средняя величина этих последних называется Шаблон:Razr в рассматриваемом сечении и обычно обозначается через $V$. Если вдоль потока величина площади живых сечений изменяется сравнительно плавно, то такое движение носит название «медленно изменяющегося»; этот род движения жидкости имеет наибольшее значение в практической Г. Шаблон:Razr для медленно изменяющегося движения является т. н. Шаблон:Razr2:

Шаблон:Razr2. Основные положения Г. послужили для разработки расчетных формул и способов, применяемых в различных практических приложениях. 1) Шаблон:Razr2. К таким трубопроводам относятся: трубы городских и сельских водопроводов, напорные трубы гидроэлектрических установок, некоторые виды труб под жел.-дор.и др. насыпями и т. п., причем во всех этих случаях Г. дает способы для определения необходимых размеров труб и для решения целого ряда др. вопросов, возникающих при проектировании и постройке названных сооружений. Если возьмем какой-либо участок такой трубы длиною $l$ (рис. 2), то основную зависимость для расчетов можно представить в виде:

Шаблон:Noindent

Лит.: 1) Шаблон:Razr В. Н. , Гидравлика, [Одесса], 1925; 2) Шаблон:Razr И. Г., Гидравлика, Баку, 1926; 3) Шаблон:Razr А. А., Основной курс гидравлики часть 1, Ленинград, 1927; 4) Шаблон:Razr А. М., Техническая гидравлика, М. — Л., 1926; 5) Шаблон:Razr Н. Н., Гидравлика, часть 1, Л., 1928; 6) Шаблон:Razr2, Гидравлический справочник, Л., 1924; 7) Шаблон:Razr2, Учебный гидравлический справочник, Л., 1929; 8) Шаблон:Razr2., Hydraulik, Lpz. — Berlin, 1924; 9) Шаблон:Razr A. H., Hydraulics and its Applications, L., 1925; 10) Шаблон:Razr A., Mécanique appliquée. Hydraulique, 3 éd., Paris, 1909; 11) Шаблон:Razr А., Графическая гидравлика, М., 1927; 12) Шаблон:Razr Т., Курс гидравлики. М., 1927. В пособиях 1—4 содержится общее изложение Г.; в 5 — теоретич. основы ее, в 6—7 — помещены различн. цифровые и графич. материалы для справок и расчетов. Пособия 8—10 являются весьма обширными руководствами, к-рые можно считать типичными соответственно для нем., англ. и франц. школы Г.; 11 и 12 — сравнительно краткие руководства.