Движение тела в жидкости и газах

Методы определения вязкости.

Вязкость. Ламинарный и турбулентный режимы течения.

Истечение жидкости через отверстие.

Ур-ние Бернули 1=ур-ние Бернули 2

Сократим: V₂²=√2g(h₁-h₂)= √2gh - формула Торичели

V=√2g_ртgh/g_вод.

Вязкость(внутр.трение)-появление сил трения между слоями жидкости или газа,движущ. Относит.друг друга // и с разными скоростями.

Причиной вязкости явл.наложение упорядоенного движения слоев с разлчин.скоростями и теплового хаотического движения молекул со скоростями,зависящ. От температуры.

При ламинарном режиме жидкость движется слоями без поперечного перемешивания, причем пульсации скорости и давления отсутствуют.

При турбулентном режиме слоистость нарушается, движение жидкости сопровождается перемешиванием и пульсациями скорости и давления.

Критерием для определения режима движения является безразмерное число Рейнольдса. Для труб круглого сечения число Рейнольдса определяется по формуле: Re = υ·d/ν;

- для потоков произвольного поперечного сечения Re_Rг = υ·R_г /ν;

Или Re_Rг = υ·D_г /ν; где υ — средняя скорость жидкости; d — диаметр трубы; R_г — гидравлический радиус; D_г — гидравлический диаметр; ν — кинематический коэффициент вязкости жидкости.

Режим будет ламинарным, если Re < Re_кр; Re_R < Re_Rкр,

и турбулентным, если Re > Re_кр; Re_R > Re_Rкр

1. Метод Стокса. Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. На шарик, падающий в жидкости вертикально вниз, действуют три силы: сила тяжести Р = 4/3pr3rg (r — плотность шарика), сила Архимеда FA = 4/3pr3r¢g (r' — плотность жидкости) и сила сопротивления, эмпирически установленная Дж. Стоксом: P = 6phrv, где г — радиус шарика, v — его скорость. При равномерном движении шарика

2. Метод Пуазейля. Этот метод основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Для капилляр радиусом R и длиной l в жидкости мысленно выделим цилиндрический слой радиусом r и толщиной dr.

На тело, которое движется в жидкости или газе, действуют две силы (равнодействующую их обозначим R), одна из которых (R _x) направлена в сторону, противоположную движению тела (в сторону потока), - лобовое сопротивление, а вторая (R _y) перпендикулярна этому направлению - подъемная сила

Если тело обладает осью симметрии, которая совпадает с направлением скорости, то на данное действует только лобовое сопротивление, подъемная же сила в этом случае равна нулю. Доказано, что в идеальной жидкости равномерное движение происходит без лобового сопротивления.
Лобовое сопротивление зависит от формы тела и его положения относительно потока, что учитывается безразмерным коэффициентом сопротивления C _x, который определяется экспериментально:
где ρ - плотность среды; ν - скорость движения тела; S - наибольшее поперечное сечение тела.
Подъемная сила может быть определена формулой, аналогичной

где C_y - безразмерный коэффициент подъемной силы.

Дата добавления: 2015-04-24