Гидродинамическое сопротивление

Гидродинамическое сопротивление – это сопротивление движению тела, действующее со стороны обтекающей его жидкости. При обтекании неподвижного тела потоком жидкости (газа) или, наоборот, когда тело движется в неподвижной среде, гидродинамическое сопротивление представляет собой проекцию главного вектора всех сил, действующих на тело, на направление движения.

Гидродинамическое сопротивление рассчитывают по формуле

,

где r – плотность среды, V – скорость, S – характерная для данного тела площадь.

Безразмерный коэффициент гидродинамического сопротивления C_x зависит от формы тела, его положения относительно направления движения и критериев подобия.

Силу, с которой жидкость действует на каждый элемент поверхности движущегося тела, можно разложить на нормальную и касательную составляющие, т.е. на силу давления и силу трения. Проекция результирующей всех сил давления на направление движения дает гидродинамическую силу давления, а проекция результирующей всех сил трения на направление движения – гидродинамическую силу трения. Тела, у которых сопротивление от сил давления мало по сравнению с сопротивлением от сил трения, считаются хорошо обтекаемыми. Гидродинамическое сопротивление плохо обтекаемых тел определяется почти полностью сопротивлением давления.

При движении тел вблизи поверхности раздела двух сред образуются волны, в результате чего возникает волновое сопротивление.

Определение величины гидродинамического сопротивления имеет большое значение при проектировании и постройке разнообразных гидротехнических сооружений, силовых установок (турбинных, компрессорных, насосных), аппаратов и магистралей различного назначения.

Современная теория гидравлических сопротивлений базируется на теории пограничного слоя, рассмотрение которой не предусмотрено стандартом для специальности 230100.