Билет 27 - Студиопедия
1. Идеална течност. Токопроводи и тръби. Ламинарно и турбулентно движение. Стационарен поток. Уравнение за непрекъснатост на потока. Уравнение на Бернули. Измерване на налягането в движеща се течност. Поток на вискозна течност. Ефект на Магнус. Повдигане на крилото на самолет.
Идеална течност - в хидродинамиката - въображаема несвиваема течност, в която няма вискозитет и топлопроводимост. Тъй като в него няма вътрешно триене, няма напрежения на срязване между два съседни слоя течност.
Линия на потока - в хидромеханиката, линия, посоката на допирателната към която във всяка точка съвпада с посоката на скоростта на частиците на флуида в тази точка (с други думи, във всеки момент от време частицата се движи по линията на потока). Линията на поток е специален случай на векторна линия, когато полето на скоростите на точките на непрекъсната среда действа като векторно поле. Набор от токови линии дава представа за потока на течност или газ в даден момент.
Ако векторното поле е разпределение на скоростите на точките на непрекъсната среда, тогава векторната тръба се състои от линии на тока (посоките на скоростта на частиците съвпадат с допирателните към линиите на тока) и се наричатръба на потока.
При нестационарни движения токовите линии не съвпадат с траекториите на точките. Въпреки това, в случай на равномерно движение, тръбата на потока е като тръба със стени, вътре в която тече течност с постоянен дебит.
Стационарен поток - поток, при който линиите на тока съвпадат с траекториите на течни или газови частици.
При постоянна плътност на континуума тръбата на потока се стеснява, когато скоростта на континуума се увеличава, и се разширява, когато се забавя.
Ламинарен поток е поток, в който се движи течност или газслоеве без възбуда и пулсации (т.е. хаотични бързи промени в скоростта и налягането). Линиите на потока не се пресичат.
Уравнение за непрекъснатост:
В хидродинамикатауравнението на непрекъснатостта се наричауравнение на непрекъснатостта. Той изразява закона за запазване на масата в елементарен обем, т.е. непрекъснатостта на потока на течност или газ. Нейната диференциална форма
,
където е плътността на течността (или газа), е векторът на скоростта на течността (или газа) в точката с координати в момента .
Векторът се наричаплътност на флуидния поток. Посоката му съвпада с посоката на потока на течността, а абсолютната стойност определя количеството материя, преминаваща за единица време през единица площ, разположена перпендикулярно на вектора на скоростта.
За хомогенни несвиваеми течности. Следователно уравнението става
,
от което следва соленоидността на полето на скоростта.
Законът (уравнението) на Бернули е следствие от закона за запазване на енергията за стационарен поток от идеален (т.е. без вътрешно триене) несвиваем флуид:
е плътността на течността,
е скоростта на потока,
е височината, на която се намира разглежданият течен елемент,
е налягането в точката в пространството, където се намира центърът на масата на разглеждания течен елемент,
- ускорение на гравитацията.
Законът на Бернули дава възможност да се обясниефектът на Вентури : в тясната част на тръбата дебитът на флуида е по-висок и налягането е по-ниско, отколкото в тръбната секция с по-голям диаметър, в резултат на което има разлика във височините на колоните течност;по-голямата част от тази разлика в налягането се дължи на промяна в дебита на течността и може да се изчисли с помощта на уравнението на Бернули
Съгласно закона на Бернули приравняваме общите налягания върху горната повърхност на течността и на изхода от отвора:
,
- Атмосферно налягане,
е височината на колоната течност в съда,
е скоростта на потока на течността,
- хидростатичен напор (сума от геометричен напорzи пиезометрична височина).
Оттук: . Това еформулата на Торичели. Тя показва, че когато идеална несвиваема течност изтича от дупка в широк съд, течността придобива скорост, която би получило свободно падащо от височина тяло.
Често уравнението на Бернули се записва като:
- хидродинамична глава,
- скоростно налягане.
Поток на Поазей — ламинарен флуиден поток през канали под формата на прав кръгъл цилиндър или слой между успоредни равнини. Потокът на Поазей е едно от най-простите точни решения на уравненията на Навие-Стокс. Описва се отзакона на Поазей (Hagen-Poiseuille).
Потокът на вискозна течност в тетрадка.
Ефектът на Магнус е физическо явление, което възниква, когато течност или газ текат около въртящо се тяло. Образува се сила, която действа върху тялото и е насочена перпендикулярно на посоката на потока. Това е резултат от комбинираното действие на различни физически явления, като ефекта на Бернули и образуването на граничен слой в средата около обтекаемия обект.
Въртящ се обект създава вихрово движение в околната среда около него. От едната страна на обекта посоката на вихъра съвпада с посоката на обтичане и съответно скоростта на средата от тази страна се увеличава. От друга странаобект, посоката на вихъра е противоположна на посоката на потока и скоростта на средата намалява. Поради тази разлика в скоростта възниква разлика в налягането, която генерира напречна сила от страната на въртящото се тяло, на която посоката на въртене и посоката на потока са противоположни, към страната, на която тези посоки съвпадат. Това явление често се използва в спорта, като например специални удари: завъртане отгоре, сух лист във футбола или системата Hop-Up в еърсофт.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо