ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И УРАВНЕНИЯ Гидравлические элементы потока жидкости из "Справочник по расчётам гидравлических и вентиляционных систем" Задача гидродинамики. Гидродинамика изучает законы движения жидкостей, а также силовое и энергетическое взаимодействие между жидкостями и твердыми телами при их взаимном перемещении. [c.38] Два метода описания движения жидкости. В гидродинамике существует два подхода к изучению движения жидкости метод Лагранжа и метод Эйлера. [c.39] По методу Лагранжа прослеживается движение отдельных частиц жидкости. Этот метод не получил широкого распространения в гидродинамике, т. к. он позволяет получить решение лишь для частных случаев движения жидкости. [c.39] По методу Эйлера течение жидкости изучают путем исследования свойств и характера движения частиц в отдельных точках пространства, занимаемого в рассматриваемый момент времени движущейся жидкостью. [c.39] Метод Эйлера широко используется в гидравлике. Решение задачи по определению зависимостей (1.81) с учетом всех физико-механических свойств реальных жидкостей теоретическим путем не всегда может быть найдено из-за сложности рассматриваемых явлений. Поэтому для упрощения ряда теоретических выводов вводится понятие идеальной жидкости. [c.39] Идеальная жидкость абсолютно несжимаема, не оказывает сопротивления растягивающим усилиям и лишена вязкости. [c.39] Сжимаемость, температурное расширение и сопротивление растяжению реальных жидкостей пренебрежимо малы (см. п. 1.1), поэтому основной особенностью, отличающей реальную жидкость от идеальной, является отсутствие у последней вязкости. [c.39] Пренебрежение вязкостью приводит к расхождениям теории с действительностью, и поэтому решения, полученные для идеальной жидкости, приходится трансформировать для реальной жидкости с введением поправок на вязкость, определяемых зачастую экспериментальным путем. [c.39] Примером установившегося движения может служить истечение жидкости из отверстия (крана) в стенке резервуара при постоянном напоре (рис. 1.22 ). [c.39] Движение называется одномерным, если скорость V и давление р зависят от одной пространственной координаты двухмерным (плоским) - от двух трехмерным (пространственным) - при зависимости этих величин от трех координат. [c.39] Следовательно, установившееся и неустановившееся движения могут быть одномерными, плоскими и пространственными. В гидравлике, как правило, изучаются одномерные движения жидкостей. [c.39] Траектория движения частицы. Линия, по которой движется отдельная частица, называется траекторией. Траекторию можно определить как совокупность пространственных точек, которые отдельная частица А последовательно проходит при своем движении в пространстве за некоторый промежуток времени (рис. 1.23). [c.39] Линия тока. Для характеристики поля скоростей в движущейся жидкости вводится понятие линии тока. Линия тока - это такая линия, в каждой точке которой скорость частиц направлена по касательной к ней. Следует обратить внимание на то, что линия тока, в отличие от траектории, относится к разным частицам и характеризует направление их движения в данный момент времени (рис. 1.24). [c.39] В следующий момент времени при неустановившемся движении поле скоростей изменится и изменится положение линий тока. [c.40] Если же движение установившееся, то во всех точках пространства скорости не будут меняться по величине и направлению, и линии тока останутся неизменными. Частицы жидкости будут следовать по неизменным линиям тока. Таким образом, при установившемся движении линии тока и траектории совпадают. [c.40] Из определений линий тока следует, что они никогда не пересекаются, в противном случае оказалось бы, что одна и та же частица в данный момент времени в точке пересечения линий тока должна двигаться в разных направлениях. Исключение составляют особые (критические) точки в потоке, через которые проходит либо бесконечное число линий тока, либо не проходит ни одной (как правило, в таких точках скорость равна нулю). [c.40] Трубка тока. Если в движущейся жидкости выделить замкнутый, не пересекающий себя контур I и через все его точки провести линии тока, соответствующие данному моменту времени, то получится как бы трубчатая поверхность, называемая трубкой тока (рис. 1.25). Так как линии тока, образующие эту поверхность, не могут пересечься ни с какими другими линиями тока, то эта поверхность будет непроницаемой. [c.40] Условно все элементы и параметры, характеризующие поток вязкой жидкости, можно разделить на три группы геометрические, кинематические и энергетические. [c.40] К геометрическим элементам и параметрам относятся живое сечение и его площадь, смоченный периметр и эквивалентный диаметр. [c.40] Живое сечение. Живым сечением потока называют его поперечное сечение, в каждой точке которого линии тока перпендикулярны к нему. [c.40] Вернуться к основной статье