11. Идеальные и вязкие жидкости.

Идеальные жидкости. Идеальные жидкости абсолютно несжимаемы, молекулы этой жидкости обладают неограниченной свободой движения, следовательно – отсутствуют силы внутреннего трения, т.е. вязкость равна нулю и полная механическая удельная (т.е. отнесенная к единице количества жидкости) энергия потока остается постоянной величиной вдоль линии тока.

уравнение Бернулли для двух сечений элементарной струйки невязкой жидкости:

В струйке идеальной жидкости полная удельная энергия по длине струйки постоянна. Реальные жидкости вязкие. Движение реальной жидкости ввиду её вязкости сопровождается затратой части энергии на преодоление трения.

где – потеря напора жидкости между сечениями 1–2 элементарной струйки.

12. Критеериальные уравнения вязкой жидкости. Частные случаи.

Реальные жидкости.

Реальные жидкости вязкие. Движение реальной жидкости ввиду её вязкости сопровождается затратой части энергии на преодоление трения.

где – потеря напора жидкости между сечениями 1–2 элементарной струйки.

Ньютоновская жидкость. Для случая одномерного течения молекулярный перенос импульса может быть представлен в виде: где  – напряжение сдвига,  – коэффициент динамический вязкости жидкости, – градиент скорости (скорость сдвига). Для ньютоновских жидкостей вязкость является постоянной величиной, не зависит от гидродинамической ситуации.

Аномально-вязкие жидкости. Жидкости, вязкость которых зависит от гидродинамической ситуации, называются аномально-вязкими. Экспериментальные исследования показывают, что зависимость для многих реальных жидкостей является нелинейной, проявляя изменение вязкости от скорости сдвига и от предыстории жидкости. можно установить 3 зоны:

– наибольшей ньютоновской вязкости ;

– переменной (эффективной) вязкости ;

– наименьшей ньютоновской вязкости .

Аномально-вязкие жидкости, реологические характеристики которых зависят от времени. Имеются материалы, для которых связь зависит от времени. Для этих материалов эффективная вязкость зависит не только от градиента скорости, но и от продолжительности сдвига.

Например, 42 -ный водный раствор гипса. После встряхивания этот материал затвердевает в покое за 40 минут, а при медленном встряхивании за 20 секунд.

Вязко-пластическая среда. Вязко-пластическая среда до напряжений ведет себя как твердое тело. С дальнейшим ростом  начинается вязкое (ньютоновское) течение.Такое поведение жидкостей объясняется тем, что они способны к образованию пространственных структур; до напряжений структура сохраняется, в дальнейшем она разрушается. После снятия нагрузки в статическом положении пространственная структура среды восстанавливается.

Вязко-упругая жидкость. Вязко-упругая жидкость проявляет как упругое восстановление формы, так и вязкое течение. Вязко-упругие от вязких жидкостей отличаются также наличием обратимой деформации, они обладают памятью.

13. Гидравлический удар.

Гидравлический удар- скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный крайне быстрым изменением скорости потока этой жидкости за очень малый промежуток времени. Может возникать вследствие быстрого открытия или закрытия задвижки. В первом гидроудар называют положительным, второй - отрицательным. Опасен положительный гидроудар. При нем несжимаемую жидкость приходится рассматривать как сжимаемую.Гидравлический удар способен вызвать образованием продольных трещин в трубах. Также гидроудар опасен для приборов. Работающих под высоким давлением. Для предотвращения на прибора устанавливаются обратные клапаны.

Увеличение давления при гидравлич ударе определяется: D_P=ρ(v₀-v₁)c, v₀,v₁- средние скорости в трубопроводе до и поле открытия крана.

Прямой гидравлич удар бывает тогда, когда время закрытия задвижки t меньше фазы удара T, определяемый по формуле: T=2L/Cu L-дина трубопровода от места удара до сечения. В кот поддерживается пост давление, С_и-скорость распространения ударной волны в трубопроводе.