История и перспективы развития гидравлики

Гидравлика — прикладная техническая наука, изучающая законы равновесия и движения жидкости, а так же способы применения этих законов для решения практических инженерных задач.

Слово «гидравлика» образовано в результате сочетания двух греческих слов «хлюдер»? вода и «аулос»? труба, желоб. По смыслу это означает, что гидравлика — это наука, которая изучает движение воды в трубах.

Первым научным трудом в области гидравлики считается трактат Архимеда «О плавающих телах», датированный II веком до н.э. Однако, становление гидравлики как науки и её развитие состоялось через 18 веков после Архимеда.

Её основателями принято считать выдающихся учёных Б. Паскаля, И. Ньютона, Д. Бернулли, Л. Эйлера и великого русского учёного М. В. Ломоносова, которые разработали основные положения и открыли неизвестные ранее законы гидравлики.

Блез Паскаль (1623−1662) впервые обосновал закон о передачи давления в жидкости. Этот закон широко используется при описании работы различных гидравлических устройств (пример: гидропресс).

Исаак Ньютон (1643−1727), известный по фундаментальным законам физики, открыл основные законы внутреннего трения в жидкости, описывающие особенности движения вязких жидкостей.

Даниил Бернулли (1700−1782) в период работы в Российской академии наук вывел одно из фундаментальных уравнений гидродинамики, отражающих взаимное превращение потенциальной и кинетической энергий потока жидкости. При описании потока жидкости он впервые ввёл термин «гидродинамика».

Леонард Эйлер (1707−1783), более 30 лет работавший в Российской академии наук, внёс большой вклад в развитие классической гидродинамики. В частности, им разработаны уравнения равновесия и движения жидкостей, уравнение неразрывности потока, методы изучения параметров движения жидкостей и др.

Михаил Васильевич Ломоносов (1711−1765) — великий русский учёный в своей диссертации «Рассуждение о твёрдости и жидкости тела» впервые сформулировал открытый им закон сохранения вещества и энергии, являющийся научной основой не только гидравлики, но и всей современной физики. Под его руководством и непосредственном участии построен ряд гидротехнических сооружений и проведены экспериментальные исследования режимов их работы.

Вслед за теоретическими работами в области гидравлики в России в конце XVIII века бурно развивалась практическая гидравлика. В 1780 году известный русский гидротехник Козьма Фролов построил на Урале земляную плотину высотой 18 метров с водяным колесом диаметром 17 метров, что по тем временам было мировым достижением в области гидравлики.

В 1791 г. Алексеем Калмыковым была написана «Справочная книжка для вычисления количества воды, протекающей через трубы». На рубеже 18−19 в.в. в нашей стране было широко известно Николая Егоровича Жуковского (1847−1921), «отца русской авиации», который наряду с исследованиями по газовой динамики, разработал теорию гидроудара и вывел дифференциальное уравнение движения грунтовых вод. За свою творческую жизнь он написал более 170 научных работ по механике, гидравлике и аэродинамике.

После Октябрьской революции 1917 года гидравлика и гидроэнергетика в нашей стране стали бурно развиваться. В 1921 году правительством был принят Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО), который предусматривал строительство десяти, крупных по тем временам гидравлических и тепловых гидроэлектростанций общей мощностью 1,5 млн.квт. и годовым производством электроэнергии 8,5 млрд.квт.час.

Наряду со строительством ГЭС и производством мощных гидравлических турбин в это время большое развитие получили различные гидравлические машины, такие как лопастные и роторные гидравлические насосы и гидроприводы. В настоящее время гидравлика находит всё более широкое применение в транспорте и машиностроении, где имеют место закрытые русла и напорное движение жидкости с давлением, отличным от атмосферного.

В современных мощных и скоростных машинах различных видов вместо механических приводов и передач обычно используются гидравлические устройства (гидроприводы), которые в сравнении с механическими имеют ряд преимуществ:

• — возможность плавного (бесступенчатого) изменения соотношения скоростей ведомого и ведущего звеньев;
• — компактность конструкции;
• — сравнительно малая масса гидромашин при одинаковой мощности.

Инновационные разработки экспериментально-технологической лаборатории ФТП ТГПУ по гидравлическим машинам:

• — наплавная гидроэлектростанция;
• — гидроударная электростанция;
• — автоматизированная установка утилизации термопласта.

центробежный насос жидкость шестеренный.