Относительное движение жидкости и тяжёлого тела

Падение тела в неподвижной жидкости (и газе) является ускоренным. Однако, существенный прирост скорости наблюдается лишь на малой части траектории падения. Поэтому путь тела в жидкости (газе) условно делят на два участка: ускоренного падения и равномерного (приблизительно) падения. Причиной смены ускоренного движения на равномерное является рост силы лобового сопротивления при увеличении скорости относительного движения (рис. 7).

 

F*

 

 

 

Рис. 7. Схема сил, действующих на падающее в жидкости тело (шар):

F*, FA и FT – сила лобового сопротивления, архимедова и тяжести соответственно.

F* = С* × r × fш × u2отн / 2, (16)
, (17)
, (18)

 

где F*, FA и FT – силы лобового сопротивления, архимедова и тяжести соответственно, Н; fш, Vш и mш – площадь поперечного сечения (м2), объём (м3) и масса (кг) шара соответственно; С* – коэффициент лобового сопротивления; uотн – скорость относительного движения, м/с.

 

При равномерном падении uотн = uв. По формуле П. Риттингера:

, (19)

 

где uв – скорость витания, м/с; dш – диаметр шара, м; ρш – плотность материала шара, кг/м3.

 

Скоростью витания называется скорость равномерного падения тела относительно жидкости.

Если восходящему потоку жидкости сообщить скорость витания, тело «зависнет» в потоке, т.е. будет витать. Чтобы удалить тело восходящим потоком, скорость последнего должна превышать скорость витания.

Следует иметь ввиду, что не во всякой жидкости тяжёлое тело (ρш > ρ) может тонуть. Так, в бингамовской жидкости (БЖ), при условии

Т + FА = FТ, (20)

 

где Т = τ0 · fпов- касательная сила (Н), вызванная наличием начального напряжения сдвига τ0, распределённого вдоль площади поверхности тела (шара) fпов, тело тонуть не будет. В этом случае С* → ∞, uВ → 0.

 








Дата добавления: 2017-02-20; просмотров: 301;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.