1. Сведения о гидрогазодинамике

Прикладная гидрогазодинамика это наука изучающая как жидкости так и газы. Наука изучает движение жидкостей при их взаимодействии с твердыми телами и самими жидкостями, когда справедливы законы классической механики Ньютона.

Жидкостями называют субстанции обладающие легкоподвижностью или текучестью, это означает сто они под действием малого физического напряжения, непрерывно и сколько угодно сильно деформируются. Легкоподвижность присуща и капельным жидкостям и газам. Легкоподвижность настолько существенно усложняет процессы движения жидкостей о сравнению с движением твердых тел, что для их изучения необходима специальная наука, которая называется механика жидкостей и газов.

Курс прикладной гидрогазодиамики состоит из гидростатики, кинематики и динамики.

В гидростатике изучается равновесие жидкостей и тел в них погруженных.

Кинематика – исследуется движение жидкостей вне связи с определяющими движение взаимодействиями.

Динамика изучает движение жидкостей при их взаимодействии с твердыми телами и с жидкостями.

Динамика имеет два раздела: гидродинамика и газодинамика.

Гидродинамика изучает законы движения несжимаемой жидкости. При этом плотность жидкости остается неизменной. Механическое движение не сжигаемой жидкости не сопровождается термодинамическими процессами сжигания или расширения.

Газодинамика – изучает движение газов при значительном изменении их плотности. Р/ро=RT ро=P/RT

Основная особенность газодинамического процесса заключается в том, что имеется неразрывная связь, одновременно протекающих, механического и термодинамического процесса его расширение и сжатие. Поэтому при расчетах газодинамических процессов и их анализе используют законы механики и термодинамики. Изменение параметров состояния газов может изображаться в координатах PV,TS, iS.

Несмотря на общность основных физических законов, процессы движении сжигаемой жидкости сложнее процессов движения несжигаемой. Отличаются от них не только качеством но часто и количеством. Если по расширительному каналу течет несжимаемая жидкость, то скорость ее движения всегда уменьшается, если же по расширительному каналу движется газ, то в зависимости от условий скорость может и уменьшаться и увеличиваться, и не изменяться. Как показывает теория плотность существенно изменяется при движении газа со скоростями большей на 30, 40% от скорости распространения звука в этом газе. Газовая динамика наука о законах движения газа с большими скоростями.

2. Общая постановка задач в прикладной ггд.

В ггд различают следующие группы задач – внутренние, внешние и струйные.

Внутренние посвящены исследованию течения жидкостей в различных каналах.

Внешние задачи – взаимодействия твердых тел с каким либо потоком, они рассматривают внешние обтекания твердых тел, на примере летательного аппарата в полете или его модели в аэродинамической трубе.

Струйные задачи посвящены изучению течений струй жидкостей, вытекающий из отверстий в пространство не ограниченное твердыми стрелками и заполненного жидкостью того же агрегатного состояния. На пример взаимодействие струй газов реактивного двигателя с воздухом. Каждая из перечисленных задач может быть прямой или обратной. Если задан не возмущенный поток, форма, размеры и положения отпекаемых тел и необходимо определить поля, параметры в жидкости, то задача называется прямой. Если заданы поля параметра и необходимо определить параметры не возмещенного потока, а так же характеристики твердых тел, обеспечивающих получение заданных полей, то задача называется обратной.

Прикладная ггд имеет логическистройную структуру. Анализ всех течений и решение всех задач базируется на следующих основных 4 законах физики и 6 основных уравнениях выражающих в математической форме все те же 4 основных закона. Основные физические законы: 1. Закон сохранения массы. 2. Закон импульса. 3. Закон сохранения и превращения энергии. 4. Второй закон термодинамики. Основные уравнения прикладной ггд. : 1. Уравнение непрерывности течения. 2.3.4. Уравнения количества движения в проекциях на оси координат x,y,z. 5. Уравнение энергии. 6. Уравнения изменения энтропии газа.

В общем случаи эти 6 уравнений являются независимыми в дополнение к перечисленными фундаментальным принципам в анализе использовании вспомогательные законы и уравнения описывающие конкретные свойтва изучения жидкостей или газов. Уравнения состояния совершенного газа PV=RT

3.Основные физические свойства жидкости и газа. Некоторые понятия и определения.

1-Совершенный газ

2-Молекулярное строение

3-Сплошность жидкостей

4-Методика исследований движения континуума

1

В прикладной газовой динамике в место реального газа будем использовать его модель т.е. совершенный газ, молекулы которого представляются в виде материальных точек, взаимодействующих только при соударениях, совершенный газ имеет постоянной теплоемкости(С_р С_v) показатель изоэнтропы(адиабаты)(К=С_р\С_v). Для воздуха К=1.4. Молекулярная масса (m) удовлетворяющего уровнению состояния( клапейрона-менделеева)(Р*V=R*T).плотность = 1.2 кг\м³. 760 мм рт. ст.- 1 физическая атмосфера 735,6 мм рт. ст.- 1 техническая атмосфера.

По сравнению с движением твердых тел, движение жидкости имеет свои особенности, это происходит из-за их специфических физических свойств:

• Легкоподемности

• Легкоподвижности

• сжимаемости

• вязкости