1. Що вивчає газова динаміка. Головні задачі . Безперервність газового середовища.

Головна задача газової динаміки – визначення в любі точці простору і в певний момент часу параметрів:

Р – тиск

Т – абсолютна температура

- густина

- вектор швидкості

- дотичне напруження на поверхні твердого тіла що утворене від контакту з газовим середовищем.

- вектор теплового потоку що виникає на поверхні твердого тіла при контакті з газовим потоком. Якщо визначені усі 6 параметрів то газодинамічний ста середовища визначений повністю.

Газова динаміка базується на гіпотезі безперервного суцільного потоку тобто потік не має розривів у просторі і часі.

Більшість газодинамічних задач відповідають умові безперервності або суцільності потоку винятком є задачі на ударні хвилі. Безперервність оцінюється Кнудсена: Kn =

l- середня довжина вільного пробігу молекул

L – характерний розмір каналу в якому рухається газ

2.Термодинамічна модель газового потоку. Обєднане рівняня I i II законів термодинаміки. Рівняня стану ідеального газу.

Існує два методи описаня газоподібного середовища.

Термодинамічний- молекулярно-кінетична теорія

Газодинамічний-феноменологічний.

Термодинамічна модель

Газове середовище описує дискретну кількість молекул які рухаються у просторі і часі. Молекули представлені матеріальними точками . при зіткнені відбувається обмін лише кількістю руху. При описані газового потоку приймають усереднені параметри газового потоку.

Термічні:

1. тиск – мПа

2. температура – К

3. густина - кг/м³

математичначна модель для описиня газового середовища за молнкулярн-кінетичною теорією базується на двох рівнянях:

1. Q = +A/m

q = u+l l =

dq = du + pd

l = pd

Вчений Клаузіус увів понятя ентропія - S

S – це функціональна залежність що характеризує енергетичну ціність тепла тобто зміна S характеризує здатність теплоти перетворюватись в робото

ТdS = du + pd

Рівняня стану ідеального газу:

P = RT

P- тиск МПа

- об’єм м³

R- універсальна газова стала

Т – температура К

3.Теплопровідність газу. Основний закон теплопровідності( закон Фур’є)

Теплопровідність- це явище що виникає якщо між різними частинами об’єму який займає газ має місце перепад температур (градієнт температур).

Закон Фурє

q= gradT

Питомий тепловий потік пропорційний температурному градієнту і коефіцієнту пропорційності

q - - густина теплового потоку

- - коефіцієнт теплопровідності

Для газів = 0,006 …0,6

залежить від Р і Т

З підвищеням Р і Т збільшується

Знак «-» свідчить що тепловий потік має протилежний напрям градієнту.

4.Внутрішнє тертя (в’язкість ) газового потоку. Закон Нютона.

Газ не знаходиться у спокої і йому властива текучість.

Результатом дії явища в’язкості є вирівнюваня швидкосі .

Природа в’язкості – це взаємодія молекул (тепловий рух) на границі прошарків розділу газів .

Відміність від в’язкості рідин: В рідинах із збільшеням температури в’язкість зменшується, в газах навпаки – із збільшеням температури інтенсифікується тепловий рух молекул – в’язкість збільшується.

Закон Нютона –

F= ma – для твердих тіл

- для газів

- напруженя тертя або дотичне напруженя (для ламінарного потоку)

- коефіцієнт динамічної в’язкості

- похідна швидкості по нормалі до поверхні тертя , не дорівнює нулю.