- •1. Свойства жидкостей
- •1.2. Текучесть, или легкая подвижность
- •1.8. Капиллярность
- •2. Силы, действующие в жидкости
- •2.1. Непрерывность распределения сил в жидкой среде
- •2.2. Силы внутренние и внешние. Направление действия сил
- •2.3. Силы объемные и поверхностные
- •2.4. Жидкости идеальные и реальные
- •2.6. Деформации в жидкости
- •2.7. Скорость деформации
- •Скорость линейной деформации
- •Скорость угловой деформации
- •2.8. Напряжения в жидкой среде
- •2.9. Равенство давлений по направлению
- •2.10. Распределение давления в жидкости
- •3. Гидростатика
- •3.1. Условия равновесия жидкости
- •3.2. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
- •3.3. Основное уравнение гидростатики
- •3.4. Барометрические формулы
- •3.5. Закон Паскаля
- •3.7. Главный вектор и главный момент сил давления
- •3.8. Закон Архимеда
- •3.9. Равновесие погруженного тела
- •3.10. Давление жидкости на стенку сосуда
- •3.11. Естественная тяга
- •4. Кинематика жидкости
- •4.1. Методы кинематического анализа
- •4.2. Мгновенная и усредненная скорость
- •4.3. Траектории и линии тока
- •4.4. Трубка тока
- •4.5. Движение объемное, плоское и осесимметричное
- •4.6. Источник и сток
- •4.8. Движение частицы в общем случае.
- •4.9. Потенциальное движение
- •5. Основные законы гидромеханики
- •5.1. Закон сохранения массы
- •5.2. Закон сохранения энергии. Уравнение Бернулли
- •5.2. Закон сохранения энергии. Уравнение Бернулли
- •Сумма трех левых членов в уравнении (5.56) называется полным напором.
- •5.3. Примеры применения уравнения Бернулли
- •Измерение аэродинамического сопротивления горной выработки
- •Трубка Вентури. Подсасывающее действие струи.
- •Обтекание тела потоком жидкости 1).
- •Из рассмотренного следует, что подъемная сила всегда направлена в сторону большей скорости обтекающего потока.
- •Истечение жидкости из сосуда.
- •Величина называется коэффициентом скорости. С учетом (5.84) формула (5.83) принимает вид
- •5.4. Уравнения движения идеальной жидкости
- •5.5. Уравнения движения реальной жидкости
- •5.7. Теорема о количестве движения
- •6. Динамика жидкости
- •.1. Виды потоков жидкости.
- •6.2. Диссипация механической энергии потока жидкости
- •6.3 Режимы движения жидкости.
- •6.4. Движение вдоль стенки. Пограничный слой
- •6.5. Движение в трубах – внешняя задача
Сумма трех левых членов в уравнении (5.56) называется полным напором.
5.3. Примеры применения уравнения Бернулли
Измерение аэродинамического сопротивления горной выработки
Самостоятельно
Трубка Вентури. Подсасывающее действие струи.
Трубка Вентури
устройство для измерения скорости
движения и расхода жидкости в трубопроводе,
а также для создания разрежения. Трубка
представляет собой часть трубопровода
с суженным сечением, выполненную путем
плавного сужения и последующего плавного
расширения (рис. 5.6). В широкой части
площадь поперечного сечения равно
,
давление
,
средняя по сечению скорость движения
жидкости
,
в суженной - соответственно
.
Рис. 5.6. Трубка Вентури
В широкой и узкой
части трубки имеются выводы 1 и 2 для
подключения прибора, измеряющего
разность давления
(поскольку расход жидкости в широком и
узком сечениях одинаков в соответствии
с законом сохранения массы,
и в соответствии с уравнением Бернулли
).Участок
между выводами 1 и 2 короткий, поэтому
потерей энергии на преодоление сил
сопротивления движению на нем можно
пренебречь
.
Коэффициенты Кориолиса обычно принимают
равными единице
;
пренебрегают также разностью высот
широкого и узкого сечения
.
Тогда уравнение (5.50), записанное для
широкого и узкого сечений, будет
(5.69)
где - плотность жидкости в трубопроводе.
Поскольку расход жидкости в трубопроводе постоянен,
(5.70)
Выражая из (5.70), подставляя полученное значение в (5.69) и отрешая последнее относительно , получим
.
(5.71)
Выражение (5.71) позволяет определить скорость движения жидкости в широкой части трубопровода по измеренной разности давления .
Вообще из уравнения Бернулли следует общее правило: увеличение скорости при прочих равных условиях уменьшает статическое давление жидкости.
Обтекание тела потоком жидкости 1).
При обтекании тел потоком жидкости возможны случаи, когда на тело действует так называемая подъемная сила. Такие случаи имеют место, когда при обтекании тела скорость жидкости с одной стороны тела отличается от скорости с другой его стороны. На рис. 5.8 изображен один из примеров такого обтекания: тело, имеющее форму, подобную крылу самолета, обтекается плоским потоком жидкости.
Рис. 5.8. Обтекание крыла самолета
Выделим в набегающем
на тело потоке две струйки тока, имеющие
начало в сечении 1 перед телом, одна из
которых проходит над телом, вторая под
ним (на рис. 5.8. струйки выделены пунктирными
линиями). Пусть параметры движения
будут: в сечении 1 -
;
в сечении 2 верхней струйки -
;в
сечении 3 нижней струйки -
и
пусть
2).
Составим уравнения Бернулли для каждой
из струек тока, пренебрегая сопротивлением
движению. Имеем:
для верхней струйки
;
(5.75)
для нижней струйки
;
(5.76)
Из этих уравнений находим:
(5.77)
(5.78)
Поскольку
по условию, из сопоставления (5.77) и (5.78)
следует, что
.
Разность этих давлений определяет
подъемную силу, величина которой
,
(5.79)
где р – давление, оказываемое жидкостью на поверхность тела обтекания;
- поверхность тела
обтекания.
Если известны
средние значения давлений
и
соответственно на верхней
и нижней
поверхностях,
то ориентировочное значение подъемной
силы будет
(5.80)
