Рух рідини по трубах. Пропускна спроможність труб.
Якщо рідина нерухома, то тиск у точках, розташованих на одному рівні, однаковий. З глибиною тиск зростає. Обчислити його можна як добуток густини рідини, глибини та прискорення вільного падіння.
Рух рідини по трубах часто зустрічається в техніці та побуті. Тиск у рідині, яка рухається, залежить від площі поперечного перерізу.
Закон Бернуллі визначає залежність тиску від швидкості руху в трубах різного поперечного руху: при протіканні однорідної нестисливої нев’язкої рідини через трубу змінного перерізу тиск буде більшим там, де швидкість протікання менша, і навпаки.
Цей закон справедливий і для газів за умови, що тиск та густина їх суттєво не змінюється.
Закон Бернуллі застосовується у пульверизаторах та при розрахунку підіймальної сили, що діє на крило літака.
Визначення коефіцієнту в’язкості.
В'я́зкість або внутрішнє тертя — властивість текучих тіл (рідин і газів) чинити опір переміщенню однієї їх частини відносно іншої.
Прилад для вимірювання в'язкості рідин має назву віскозиметр.
Згідно із законом
Ньютона для внутрішнього тертя в'язкість
характеризується коефіцієнтом
пропорційності η між напруженням зсуву
τ і градієнтом швидкості руху шарів
у
перперндикулярному до деформації зсуву
напрямку (поверхні шарів):
.
Коефіцієнт η називають коефіцієнтом динамічної в’язкості, динамічною в'язкістю або абсолютною в'язкістю. Одиниця вимірювання коефіцієнта динамічної в'язкості — Па c, Пуаз (0,1Па•с).
Кількісно коефіцієнт динамічний в'язкості дорівнює силі F, яку треба прикласти до одиниці площі зсувної поверхні шару S, щоб підтримати в цьому шарі ламінарну течію із сталою одиничною швидкістю відносного зсуву.
Ламінарна та турбулентна течія. Число Рейнольда. Умови ламінарності течії.
Ламіна́рна течія́— впорядкований рух рідини або газу, при якому рідина (газ) рухається шарами, паралельними до напрямку течії.
Ламінарна течія — рух частинок по паралельних лініях з певною малою швидкістю. Характерна для течії підземних вод. Турбулентним називається рух рідини (газу або плазми), що супроводжується утворенням вихорів.
Режим течії рідини характеризується числом Рейнольдса
Re = ρvl/µ,
де ρ — густина,
µ — коефіцієнт динамічної в'язкості,
v — характерна швидкість течії рідини (газу),
l — характерний розмір.
Ламінарна течія має місце, коли число Re менше від критичного значення. Для випадку течії води в круглій трубі Reкр = 2200. Ламінарна течія спостерігається в дуже в'язких рідинах або при течіях з досить малими швидкостями, а також при повільному обтіканні дуже в'язкою рідиною тіл малих розмірів. Із збільшенням швидкості руху даної рідини (газу) ламінарна течія переходить у турбулентну течію.
Течія, що відбувається без утворення вихорів, називається ламінарною.
При великих значеннях числа Рейнольдса рух рідини стає турбулентним.
Турбулента течія має місце, коли число Re більше від критичного значення. Для випадку течії води в круглій трубі Reкр = 2200. Ламінарна течія спостерігається в дуже в'язких рідинах або за малої швидкості, а також при повільному обтіканні дуже в'язкою рідиною тіл малих розмірів. Зі збільшенням швидкості руху рідини (газу) ламінарна течія переходить у турбулентну.