Основні поняття і визначення

Лекція 2

Тема: Поняття ідеальної і реальної рідини. Рухи усталений і неусталений. Сили, що діють в рідині: поверхневі і в об’ємі. Одновимірний рух: трубка току, живий перетин, сила потоку (витрата). Рівняння нерозривності. Розподіл швидкостей в перетині труби. Ламінарний і турбулентний потоки. Критерій подібності Рейнольдса. Коефіцієнт Коріоліса.

Мета: Здобути базові знання про властивості та рівняння руху рідини

План лекції

1. Основні поняття і визначення

2. Витрата. Рівняння витрати

3. Рівняння витрати для елементарної струминки (рівняння нерозривності)

4. Предмет розділу. Поняття ламінарної і турбулентної течій

Основні поняття і визначення

Спочатку розглянемо рух ідеальної рідини, тобто рідини, що не стискається і позбавлена в’язкості. У цьому випадку на вільній поверхні можуть бути лише нормальні (перпендикулярні до поверхні) напруження. Напруження зсуву відсутні. Також всередині рідини діють лише напруги стиснення, однакові у кожній точці у всіх напрямках.

Усталений рух – рух, що незмінний у часі. Тиск і швидкості точок залежать лише від їх координат і не залежать від часу:

, , , ,

( , , )

Неусталений рух – рух, параметри якого змінюються у часі.

Рівномірний рух – рух, при якому у всіх точках , (сталі у часі).

В основному розглядаємо усталений рух. Траєкторії часточок рідини в цьому випадку незмінні у нерухомому просторі і утворюють лінії течії.

Лінія течії утворюється часточками, швидкості яких дотичні до лінії течії в кожній точці. Трубка течії – сукупність ліній течії, що проходять через замкнений контур (поперек потоку). Нескінченно тонка трубка течії називається елементарною трубкою течії або елементарною струминкою. Макроскопічна трубка течії може бути просто трубою або частиною потоку.

У трубку течії рідина надходить з одного торця і витікає з іншого. Через бічні поверхні трубки рідина не проходить.

Потік скінченних розмірів складається із струминок.

Живий перетин потоку – поверхня, перпендикулярна до ліній течії в кожній точці.

Напірний потік – закрите русло (наприклад, труба), безнапірний – з вільною поверхнею.