Описание движения жидкостей
 |
Рассмотрим установившееся, стационарное течение жидкости. В этом случае скорость разных частиц жидкости, поочередно попадающих в некоторую точку пространства, одинакова, что позволяет жидкость представить как поле скоростей (совокупность векторов υ(t), заданных для всех точек пространства).
Это поле можно наглядно изобразить с помощью линий тока (рис. 5.2), касательные к которым показывают направление вектора скорости, а их густота пропорциональна значению скорости. Линии тока являются траекториями частиц жидкости. Течение называется ламинарным или слоистым, если поток представляет собой совокупность слоев, перемещающихся друг относительно друга без перемешивания. В противном случае течение называется турбулентным.
Часть жидкости, ограниченная линиями тока, образует трубку тока (струю). На рис. 5.2 заштриховано сечение одной из трубок тока плоскостью чертежа. Так как скорость частиц направлена вдоль линий тока, то частицы жидкости не могут выходить за пределы трубки тока.
 |
Выберем такую трубку тока, в произвольном перпендикулярном сечении которой скорость всех частиц жидкости одинакова.
Двум сечениям этой трубки соответствуют площади S1 и S2и скорости течения жидкости υ1и υ2(рис. 5.3). Через любое сечение струи за один и тот же промежуток времени протекают одинаковые объемы несжимаемой жидкости. Объем жидкости, протекающей за единицу времени, равен произведению площади сечения на скорость:
S1 ·υ, = S2·υ2, или S·υ = const.
Данное уравнение выражает условие неразрывности струи, так как только при сплошном течении через любое сечение за одно и то же время перемещаются одинаковые объемы жидкости.
Уравнение неразрывности справедливо для несжимаемой жидкости. Однако она применима к реальным жидкостям и даже к газам в том случае, когда их сжимаемостью можно пренебречь. Расчеты показывают, что при движении газов со скоростями, много меньшими скорости звука в этой среде, их можно с достаточной точностью считать несжимаемыми.
Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 694;