Spre deosebire de un solid într-un fluid și gaz, sunt posibile deplasări semnificative ale particulelor constituente relativ unele cu altele. Prin urmare, lichidele și gazele nu au forma proprie și iau întotdeauna forma vasului în care sunt conținute. Sub influența forțelor arbitrare mici, ei își vor schimba forma în timp ce forțele acționează. În consecință, lichidele și gazele nu au elasticitate în ceea ce privește deformările care determină o schimbare a formei fără a schimba volumul. Dar lichidele și gazele au elasticitate în ceea ce privește deformarea compresiei, deoarece pentru a-și schimba volumul cu o valoare finită, este necesar să le aplicăm forțe finite, cu cât magnitudinea lor este mai mare, cu atât mai mare este compresia lor. În lichide și gaze, ca și în substanțele solide, atunci când se contractă, apar forțe care împiedică compresia și mărimea lor crește odată cu deformarea compresivă crescătoare. Aceste forțe, ca și cele elastice, contrabalansează forțele deformante. Cu toate acestea, compresibilitatea unui lichid este de asemenea mică într-un fluid în mișcare, dacă VJ Lichidul real este vâscos. Dacă forțele de frecare interioară sunt mici în comparație cu alte forțe care acționează în ea (presiune, gravitate etc.), atunci lichidul poate fi considerat aproape non-vâscos. Este numit un lichid imaginar, care nu are vâscozitate deloc. perfectă. 2) Luați în considerare un lichid ideal. În aceste cazuri, pierderile de energie ale mișcării de frecare și trecerea la căldură sunt nesemnificative și, prin urmare, legea conservării energiei poate fi aplicată într-o formă pur mecanică. Când studiază mișcarea unui lichid, nu este necesar să urmăriți mișcarea fiecăreia dintre particulele sale. Mișcarea fluidului va fi cunoscută în cazul în care în fiecare punct al acelei regiuni a spațiului în care curge lichidul, vectorul de viteză al particulelor lichide care trec prin acesta este dat în funcție de timp. Un asemenea domeniu de viteze. și anume regiunea spațiului, la fiecare punct al căruia este asociat vectorul de viteză al particulelor unui lichid care trece prin el la diferite momente de timp, fluxul de lichid. La un moment dat, vitezele în diferite puncte ale fluxului de fluid sunt diferite în mărime și direcție și, în plus, pot varia în funcție de timp. Dacă viteza nu se schimbă odată cu timpul în oricare dintre punctele de curgere, fluxul se numește flux. staționare. Dar în diferite puncte ale fluxului staționar vitezele pot fi diferite. Într-un flux staționar al unui fluid, toate particulele trec prin momente diferite de timp printr-un anumit punct cu aceeași viteză, deși vitezele particulelor se schimbă de la un punct al fluxului la altul. Pentru o descriere vizuală a curgerii unui lichid, linii de curent. Acestea sunt linii tangente la care în fiecare dintre punctele lor sunt paralele cu vitezele particulelor care trec într-o anumită clipă de timp prin aceste puncte ale curgerii. Se numește mișcarea unui fluid. staționare (starea de echilibru) dacă viteza lichidului în fiecare punct al volumului nu se schimbă în timp 3) Considerăm mișcarea unui lichid care este constant. În acest caz, raționalizările rămân, de asemenea, neschimbate, iar particula lichidă, fiind într-o anumită clipă de timp pe o anumită linie curentă, rămâne pe această linie curentă tot timpul. Pentru mișcarea staționară, traiectoriile particulelor lichidului coincid cu liniile curente. Mișcarea de lichid mixt (staționară) are loc în acele cazuri în care forțele care provoacă mișcarea nu se schimbă în timp. Dacă debitul este nestatornic, atunci fluxurile nu coincid cu traiectoriile particulelor lichide. Liniile curente nu pot să se intersecteze una cu cealaltă, deoarece în orice punct dat al fluxului într-o anumită clipă de timp poate exista o singură particulă de lichid care posedă o anumită viteză. Partea debitului delimitată de suprafața laterală formată de liniile curente se numește tub curent. Într-un flux de fluid staționar, orice tub de curent nu se schimbă în timp. În plus, dacă debitul este staționar, atunci în interiorul tubului de curent dat, aceleași particule de lichid se mișcă tot timpul. În acest caz, lichidul nu poate intra în tubul curent și nici nu îl lasă pe suprafața laterală, deoarece vitezele particulelor care se deplasează direct pe suprafața laterală a tubului sunt îndreptate de-a lungul tangentei acestuia și nu au componente perpendiculare pe acesta. Liniile curentului care trece în interiorul și în exteriorul tubului nu intersectează liniile care formează suprafața laterală. În diferite părți ale fluxului staționar al unui fluid ideal, vitezele particulelor sale nu sunt aceleași. Într-adevăr, să curge lichidul incompresibil ideala printr-o conductă cu o variabilă de-a lungul lungimii secțiunii transversale. Selectăm două secțiuni transversale în tub: S1. unde viteza de curgere a fluidului este V1 și S2 c V2. pentru că lichidul nu se prăbușește, nu se rupe și nu trece prin suprafața laterală a tubului, apoi în timpul t prin aceste secțiuni vor trece aceleași volume și, în consecință, aceleași mase m ale lichidului. Volumul de lichid care curge prin secțiunea largă are forma unui cilindru cu baza S1 și o înălțime V1 t; este egal cu S1V1 t. În exact același fel, prin S2 avem S2V2 t. Apoi S1V1 = S2V2. pentru că secțiunile sunt alese arbitrar, atunci SV = const este ecuația continuității jetului. Pentru un tub de curgere dat, produsul din zona secțiunii transversale a tubului prin viteza de curgere a lichidului este constant. Este valabil nu numai pentru tubul curent, ci pentru orice conductă reală, pentru patul râului și așa mai departe. Evident, cu cât tubul curent este mai îngust, cu atât mai repede se mișcă lichidul în el și invers. În partea îngustă a tubului, unde viteza de curgere este mai mare, fluxurile se dovedesc a fi condensate. astfel imaginea fluxurilor oferă o idee nu numai a direcției, ci și a valorii vitezei fluxului de fluid. Când în timpul realnoyzhidkosti prin țevi observate calitativ aceeași relație între rata de curgere a fluidului și aria secțiunii transversale a conductei dacă țeava este instalat curent lichid staționar, iar forța de frecare dintre straturile de lichid și pereții tubului sunt mici, astfel încât viteza fluidului de particule la toate punctele de orice secțiunile de țevi sunt practic identice. 17.URNIE BERNULLI ȘI APLICAȚIILE LOR PENTRU DETERMINAREA PRESIILOR STATICE ȘI DYNAMICE. Lăsați țeava înclinată (sau curentul tubului) de mișcări secțiune lichid variabile de la stânga la dreapta. Selectați din punct de vedere mental regiunea tubului delimitată de secțiunile S1 și S2. în care vitezele de curgere sunt V1 și V2. Fig. 1 din secțiunea anterioară. Determinăm schimbarea energiei totale care are loc în această regiune într-un interval de timp mic t. În acest timp, masa fluidului închis între secțiunile S1 și S1 curge în regiunea examinată și masa care este cuprinsă între S2 și S2 curge din ea. Nu există alte modificări în acest domeniu. Prin urmare, schimbarea energiei totale EE este egală cu diferența dintre energiile totale ale masei care curge și care intră: În conformitate cu legea de conservare a energiei, a constatat schimbarea de energie egală cu forțele externe A de lucru (presiune) privind mișcarea maselor m: Definiți această lucrare. Extern F1 A1 efectuează forță de presiune asupra lucra maselor în mișcare care curge în calea V1 t, în timp ce curge în masă în t calea V2 efectuează A2protiv exterior silyF2. prin urmare Combinând (2) și (4), obținem Deoarece secțiunile S1 și S2 sunt alese arbitrar, putem scrie în cele din urmă V 2/2 + + p = const este ecuația Bernoulli (5) 1700 - 1782g. Petersburg Academician. V 2/2 este energia cinetică specifică a lichidului Este energia potențială specifică a lichidului p este energia specifică a lichidului; forțele de presiune Cu mișcarea constantă a unui lichid ideal pentru comprimare, suma energiei specifice a presiunii și a energiilor specifice cinetice și potențiale rămâne constantă la orice secțiune transversală a fluxului. Unitatea de presiune 1 Pa = 1 N / m 2 = 1 N m / m = 3 J / m 3. În consecință, ecuația Bernoulli exprimă legea conservării energiei (specifică). Toți termenii (5) pot fi considerați ca fiind presiuni. unde p este numit. static, V 2/2 -dynamic. - presiune hidraulică (cap). Prin urmare, într-un flux constant de lichid ideal de compresie, presiunea totală (capul). Se compune din presiuni dinamice, hidraulice și statice. este constantă pe orice secțiune transversală a curgerii (ecuația lui Bernoulli). Pentru un tub orizontal curent (h1 = h2), ecuația Bernoulli ia forma Din ecuațiile Bernoulli și de continuitate rezultă că în locurile în care conductele constrictează, viteza fluidului crește, iar presiunea statică scade. Ecuațiile (1) - (5) sunt de asemenea aplicabile unui gaz, deoarece, așa cum arată teoria și experimentul, la vitezele de gaz mai mici decât viteza de propagare a sunetului în acesta, compresibilitatea gazului poate fi neglijată. Ecuația lui Bernoulli este una dintre legile fundamentale ale mecanicii fluidelor și a mișcării de gaz care au o mare valoare practică. Exemple: 1) cu turbină (potențialul energetic al presiunii apei în duza îngustă, se transformă în energie cinetică, din cauza căreia rotorul este acționat rotațional) 2) gidrotaran, 3) aerare sol, 4) motoare cu carburator, 5) prin pulverizare, 6) împingând două parahod aproape de un curs. Presiunea într-un fluid în mișcare poate fi măsurată cu un tub manometric fix (sonda) dacă deschiderea sa în zona S, care este în contact cu fluidul curgător, este orientată paralel cu direcția de mișcare a lichidului, Fig. 1. Într-adevăr, un strat subțire elementar de lichid într-un tub manometric, adiacent deschiderii sale, este în repaus. Prin urmare, F forță de presiune = pS, exercitată de lichidul care curge este echilibrată de forța cu care coloana de lichid din înălțimea tubului h acționează asupra acesteia în direcția opusă (în jos) și care este egală cu greutatea coloanei de lichid F = sistemul GHS (in interiorul tubului y capătul său închis, un vid deasupra suprafeței lichidului). astfel P = γ, și anume Presiunea p în punctul de curgere a lichidului la nivelul găurii din tubul manometric este egală cu greutatea coloanei de lichid din tubul a cărei suprafață a secțiunii transversale este egală cu unitatea. Presiunea într-un fluid în mișcare, în conformitate cu legea Bernoulli, este legată de viteza particulelor sale. În secțiunile mai largi ale tubului, unde viteza lichidului este mică, presiunea fluidului va avea o magnitudine mai mare decât în secțiunile mai înguste ale aceluiași tub de curent, unde viteza lichidului este mai mare (tubul Ventura). Destul de o altă presiune va fi măsurată în fluid se deplasează îndoit tub fix manometric la un unghi drept, astfel încât gaura situată în traseul de curgere a fluidului și este direcționat spre o zonă perpendicular pe liniile de curent (tub Pitot), Fig. 2. Lăsați distanța de la tubul de presiune manometrică și viteza fluidului egal cu p și V. În aceeași secțiune, care coincide cu deschiderea tubului manometric, viteza lichidului V = 0, deoarece Lichidul care ajunge la deschidere este inhibat aici. Notăm presiunea din secțiunea r adâncitură, în conformitate cu legea lui Bernoulli pentru cele două secțiuni de tuburi de date curente obținem: Creșterea presiunii la deschiderea tubului îndoit se datorează comprimării lichidului care este degradat aici. Din (6) este posibil să se determine lichide V
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: