Классификация жидкостей, модель сплошной среды
В отличие от твёрдых тел, жидкость может находиться в состоянии покоя только тогда, когда в ней отсутствуют касательные напряжения, т.е. силы, отнесённые к площади поверхности в жидкости и направленные по касательной к этой поверхности.
Жидкость в состоянии покоя не способна сопротивляться даже весьма малым касательным силам, т.к. эти силы вызовут течение жидкости, и она всегда примет форму ёмкости, в которой она находится.
Так себя ведут как капельные жидкости, так и газы.
В капельных жидкостях при обычных скоростях движения изменение давления приводит к незначительным изменениям объёма, поэтому во многих случаях их принимают несжимаемыми.
Изменение объёма газов при тех же изменениях давления значительно выше, чем у капельных жидкостей, ввиду чего газы также называют сжимаемыми жидкостями.
Реальные жидкости обладают вязкостью, которая при движении вызывает касательные напряжения, что сильно осложняет математическое описание движения. В целях упрощения решения некоторых задач гидромеханики используют понятие идеальной жидкости, не имеющей вязкости, при движении которой не возникают касательные напряжения.
По уравнениям, описывающим касательные напряжения, подразделяют капельные жидкости на ньютоновские - касательные напряжения, в которых определяются по закону внутреннего трения Ньютона - и неньютоновские - касательные напряжения в которых не подчиняются этому закону.
Получение уравнений движения жидкостей в виде дискретных сред (как совокупности молекул) представляет собой практически неразрешимую задачу. По этой причине в гидромеханике жидкость условно рассматривается как сплошная среда при сохранении свойств реальной жидкости.
Поскольку получение уравнений движения и равновесия жидкостей предполагает использование математического понятия бесконечно малых величин, принятие модели сплошной среды требует введения понятия физически бесконечно малого объёма. Этот объём должен быть достаточно малым по сравнению с объёмом тела, где изучается процесс гидромеханики, но большим по сравнению с межмолекулярными расстояниями.
Гидростатика
Гидростатика — это раздел гидравлики, изучающий законы покоя жидкости и взаимодействие ее с ограничивающими твердыми стенками. Различают покой абсолютный и относительный.
Абсолютный покой — покой жидкости относительно поверхности земли.
Относительный покой — относительно ограничивающих твердых стенок, которые, в свою очередь, могут перемещаться относительно поверхности земли.
Давление покоящейся жидкости называется гидростатическим давлением. Оно всегда направлено по нормали к поверхности.
Как и любую физическую величину, давление можно выразить от абсолютного нуля. Для этого вводится шкала абсолютных давлений. Давление, выраженное по этой шкале, называется абсолютным давлением. Если абсолютное давление равно давлению окружающей среды, его называют атмосферным или барометрическим. Если давление выше атмосферного давления, его называют избыточным, которое выражается как избыток давления над атмосферным. Если абсолютное давление ниже атмосферного, вводится понятие вакуум, которое представляется как недостаток абсолютного давления до атмосферного. На атмосферной шкале вакуума нуль находится на линии атмосферного давления.
Дата добавления: 2015-11-06; просмотров: 3733;