Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Сили, що діють на рідину в потоці




Розрізняють два види вил, що діють на рідину:

- об’ємні сили, що діють безпосередньо на кожну частинку рідини і прямо пропорційні їх масі (сили тяжіння, сили інерції);

- поверхневі сили, дія яких на даний об’єм рідини передається через поверхню, що обмежує цей об’єм (сили тиску, сили тертя).

 

рис.

 

Розглянемо деякі особливості цих сил:

Сили тяжіння. Виділимо в рідині елементарний об’ємDV.

 

DV

 

DG

Хай на цей об’єм діє сила тяжіння DG. – інтенсивність сили тяжіння в даній точці, або питома вага рідини, н/м3

Якщо рідина однорідна, то gх,у,z = const і G = Vg - вага рідини в об’ємі V.

З іншої сторони G = mg. Тоді із рівняння mg = Vg слідує, що g=, де - густина рідини, кг/м3.

Для капельних рідин r ≠ f (T, r), тобто r=const, для ідеальних газів r=, для реальних газів при високих тисках (r > 10 атм).

r =, де z – коефіцієнт стискуваності газів.

Сила тяжіння являється внутрішнім джерелом кількості руху, щільність якого дорівнює інтенсивності сили тяжіння, тобто питомій вазі рідини g.

Сили тиску. Хай F – сила, що діє на елементарну площину DS на поверхні,

  що обмежує деякий об’єм рідини. Хай - одиничний вектор ^ DS, направлений із об’єму рідини назовні (+).

 

Розкладаємо силу F на нормальну складову і тангенціальну (дотичну) складову .

Нормальна складова створює в рідині нормальну напругу
= - яка спричиняє стиснення її.

В гідромеханіці нормальна стискуюча напруга вважається від’ємною (негативною) тому, що її вектор направлений відносно нормального вектора в протилежну сторону. Вона спричиняє гідростатичний тиск в рідині r=.

Гідростатичний тиск (скалярна величина) в будь якій точці нерухомої рідини має у всіх напрямках одинакові значення (властивість ізотропності).

Розмірність гідростатичного тиску в міжнародній системі одиниць:

1 атм (фізична атмосфера) ~ 760 мм рт.ст. ~ 101300

1 атм (технічна атмосфера) ~ 735,6 мм рт.ст. ~ 98100

Сили в’язкості (внутрішнього тертя)

Тангенціальна складова спричиняє в рідині напругу зсуву ( дотичну

напругу) = , під дією якої одні шари рідини зміщуються відносно інших.

Розглядаємо рух рідини в каналі під дією сили тяжіння. На межі поділу

  шарів, що рухаються з різною швидкістю, виникає напруга внутрішнього тертя, що має протилежні напрямки в рідині по різні боки межі поділу.

 

Згідно закону Н’ютона напруга внутрішнього тертя пропорційна градієнту швидкості в даній точці.

- закон внутрішнього тертя Н’ютона.

 

де m - коефіцієнт динамічної в’язкості рідини, nа×с;

- градієнт швидкостей в поперечному перерізи потоку.

 

при значенні: dw/dn = 1c-1 m = t т, тобто коефіцієнт динамічної в’язкості рідини має значення напруги внутрішнього тертя при . Знак «-» у формулі Н’ютона не має логічного обґрунтування. Розглянемо іншу
трактовку цього закону, що витікає із теорії переносу.

Якщо шари рідіше, що стикаються, рухаються з різною швидкістю, то відбувається перенос кількості руху із шару, швидкість якого більша, в шар, швидкість якого менша.

У відповідності з градієнтним законом молекулярного переносу
щільність потоку кількості руху.

,

де - нормальний одиничний вектор, направлений в сторону збільшення швидкості.

Якщо r = const (нестисні рідини), то

де - коефіцієнт кінематичної в’язкості, м2/с.

Таким чином, наругу внутрішнього тертя моно розглядати як цільність потоку кількості руху, напрям якого протилежний вектору градієнта швидкості, що пояснює наявність знаку «-» в законі внутрішнього тертя Н’ютона.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-10-17; Просмотров: 440; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.