Расход. Уравнение расхода

Понятия и определения.

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ЖИДКОСТИ.

Как было отмечено ранее, под термином "жидкость" будем понимать не только капельные жидкости, но и газы.

Установившееся течение - это течение, физические параметры которого (скорость, давление) неизменны по времени. Неустановившееся течение - это те­чение c переменными по времени физическими параметрами.

Линия тока - линия во всех точках которой вектор скорости направлен по касательной.

Элементарная струйка - часть потока жидкости бесконечно малых поперечных размеров.

Сечение (живое сечение) - поверхность нормальная к линиям тока.

Различают напорные и безнапорные течения жидкости. Напорными называют течения в закрытых руслах без свободной поверхности, а безнапорными - течения со свободной поверхностью. Примерами напорного течения могут служить течения в трубопроводах, гидромашинах или других гидроагрегатах. Безнапорными являются течения в реках, открыты каналах. В данном курсе рассматриваются напорные течения.

Расход - это количество жидкости, которое протекает через данное сечение в единицу времени. Количество жидкости можно измерять в единицах объема, мас­сы или веса, в связи c чем различают объемный Q (м³/с), массовый Q_m (кг/c) и ве­совой Q_G (Н/c) расходы. Между этими расходами существует такая же связь, как между объемом, массой и весом, т.е.

Q_m = Q ∙ ρ; Q_G = Q ∙ ρ ∙g; Q_G = Q_m ∙ g.

Расход связан со скоростью жидкости и площадью поперечного сечения S струйки или потока зависимостью

(14)

Следует отметить, что при течении реальной (вязкой) жидкости, из-за трения между ее слоями, скорости переменны по сечению потока (рис.9). B этом случае, скорость, удовлетворяющую условию (14) называют средней (). Оче­видно, что она лежит в пределах от = 0 до =.

Уравнение расходов представляет собой равен­ство расходов в двух сечениях потока (рис.9), т.е.

Q ₁ = Q ₂

или, с учетом (14),

, (15)

где и S - средняя скорость и площадь соответствующего сечения.

Используя зависимость (15) можно найти среднюю скорость в любом сечении потока жидкости, если в каком-то сечении этого потока скорость уже известна и известны его геометрические размеры.

Уравнение расхода является законом сохранения массы для движущейся жидкости.

Дата добавления: 2013-12-14