Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
гидрач.docx
Скачиваний:
8
Добавлен:
26.09.2024
Размер:
3.77 Mб
Скачать
  1. Закон Архимеда.

Силы гидростатического давления действующие на боковые грани, действующие грани равны по назначению и противоположны по направлению поэтому они уравновешены. Сила гидростатического давления действующая на основание призмы не одинаковы. На верхнее основание действует, которая направлена вниз, а на нижнее вверх.

Сила Архимеда( сила выталкивания)

На любой глубине сила выталкивания одинакова.

Закон Архимеда (формулировка)

На погруженное в жидкость тело действует равнодействующая сила гидростатического давления ( Архимедова сила) направленная вверх и равная весу жидкости, объем который равен объему погруженной части тела.

Основы гидродинамики

  1. Виды движения жидкости: установившееся, неустановившееся ,равномерно и неравномерное, напорное и безнапорное, плавноизменяющееся движение жидкости.

Неустановившимся (нестационарным) называется движение, когда скорость течения и давление зависят от координат точки и изменяются во времени:

,

.

Примерами неустановившегося движения жидкости могут служить, например: истечение жидкости через отверстие из резервуара, если уровень в нём меняется; истечение жидкости из аккумулятора при изменении давления газа в нём; течение жидкости в трубопроводе с включённым в гидросистему поршневым насосом.

Установившимся (стационарным) называется движение жидкости, при котором скорость и давление являются функциями только координат и не зависят от времени.

,

.

Установившееся движение может быть равномерным и неравномерным.

При равномерном движении скорость и давление в соответствующих точках сечения по длине остаются постоянными, т.е. поле скоростей остаётся неизменным вдоль потока.

При неравномерном движении скорость, давление и плотность могут изменяться с изменением координат движущейся частицы жидкости.

Исследование установившихся течений значительно проще, чем неустановившихся.

Безнапорное движение происходит в открытых системах и осуществляется за счёт сил тяжести. Например, движение воды в реках, каналах, трубах при неполном их заполнении.

Напорное движение происходит в закрытых системах (трубопроводах), когда поток со всех сторон окружён твёрдыми стенками и движение осуществляется за счёт разности давлений по длине потока. Например, движение жидкости в трубопроводе от насоса.

Плавноизменяющееся движение

П лавноизменяющимся называется такое движение жид­кости, при котором кривизна струек и угол расхождения между ними весьма малы.Рис.23

С достаточной точ­ностью для практики можно считать, что при плавноизменяющемся движении для всех точек данного живого сечения, например сечения М-М (рис. 23), давление изменяется по гидростатическому закону  a удельная потенциаль­ная энергия одина­кова, т. е.

  1. Траектория, линия тока, элементарная струйка. Свойства элементарной струйки.

Линией тока называется линия, в каждой точке которой вектор скорости в данный момент времени направлен по касательной. Это понятие является центральным в методе Эйлера.

Рис. 3.3. Линия тока и траектория частицы жидкости

Траекторией называется путь, который описывает точка при своём движении. При установившемся движении линия тока и траектория частицы совпадают. В общем случае неустановившегося движения в следующий момент времени  через ту же точку А может проходить уже другая линия тока.

Вектор скорости  с компонентами касателен к линии тока, т.е. совпадает по направлению с элементами линии тока , имеющего проекции на оси координат. Воспользуемся известным условием параллельности двух векторов – их проекции на оси координат должны быть пропорциональны друг другу

.

Полученное условие является уравнением линии тока в дифференциальной форме.

В частном случае при установившемся движении каждая линия тока сохраняет своё положение в пространстве и одновременно становится линией, по которой перемещаются частицы, т.е. совпадает с траекторией.

Э лементарной струйкой называется совокупность линий тока, проходящих через все точки бесконечно малой площадки  (рис.3.4).

При установившемся движении элементарная струйка сохраняет с течением времени постоянными свою форму, размеры и положение в пространстве, что является следствием аналогичного свойства составляющих её линий тока.

При стремлении поперечных размеров струйки к нулю она в пределе стягивается в линию тока.

Боковая поверхность элементарной струйки называется трубкой тока (рис.3.4). Трубка тока, таким образом, является как бы непроницаемой стенкой, а элементарная струйка представляет собой самостоятельный элементарный поток.

В случае установившегося движения элементарная струйка обладает следующими тремя свойствами:

1) Форма элементарной струйки не меняется во времени, т.к. при установившемся движении не меняется форма линий тока;

2) Поверхность элементарной струйки (трубки тока) непроницаема, т.е. перетекание через боковые стенки отсутствует. Частицы жидкости, движущиеся в одной линии тока, не могут принадлежать другим;

3) Скорость и давление для всех точек данного поперечного сечения струйки постоянны, однако вдоль струйки эти величины могут меняться.