12) Понятие о движении жидкости как непрерывной деформации сплошной материальной среды.

Кинематика жидкости существенно отличается от кинематики твердого тела. Движущаяся среда состоит из множества частиц, движу­щихся одна относительно другой.

Задачей кинематики жидкости является определение скорости в любой точке жидкой среды.

В такой невязкой жидкости, так же как и в неподвижных реальных жидкостях, возможен лишь один вид напряжений — нормальные напряжения сжатия, т. е. гидромеханическое давление, или просто давление.

Давление в движущейся идеальной жидкости обладает теми же свойствами, что и в неподвижной жидкости, т. е. на внешней по­верхности жидкости оно направлено по внутренней нормали, а в лю­бой точке внутри жидкости — по всем направлениям одинаково.

Ламинарные течения жидкости могут быть установившимися (стационарными) или неустановившимися (нестационарными). Турбулентные течения всегда являются неустановившимися; хаотическое движение частиц в турбулентном потоке создаёт резкие изменения местных скоростей во времени, называемые пульсациями скорости.

На (рис.1.11) приведены результаты измерений местной мгновенной скорости турбулентного потока воздуха. Местная скорость меняется во времени достаточно резко, однако её величина колеблется около некоторого среднего во времени значения. Поскольку пользование в расчётах мгновенными значениями скоростей приводит к трудностям и некоторой неопределённости, то вводится понятие местной усреднённой скорости, которая определяется соотношением

U=1/T Sudt,

Где U-мгновенная местная скорость; T-период усреднения.

13) Установившееся и неустановившееся движение жидкости. Напорное и безнапорное течение.

Установившимся называется течение жидкости, неизменное по времени, при котором давление и скорость являются функциями только координат, но не зависят от времени.

Давление и скорость могут изменяться при перемещении частицы жидкости из одного положения в другое, но в данной неподвижной относительно русла точке давление и скорость при установившемся движении не изме­няются по времени, т. е.

P=f₁(x,y,z), v=f₂(x,y,z).

Неустановившимся называется течение жидкости, все характе­ристики которого (или некоторые из них) изменяются по времени в точках рассматриваемого пространства.

В общем случае неустановившегося течения давление и скорость зависят как от координат, так и от времени:

P=F₁(x,y,z,t), v=F₂(x,y,z,t).

14) Линии токов жидкости и вихревые линии. Плавно и резко изменяющееся движение.

 Вихревой линией называется линия, касательная к которой в каждой точке направлена по вектору вихря; совокупность вихревых линий, проходящих через замкнутую кривую, образует вихревую трубку

Линией тока называется кривая, в каждой точке которой вектор скорости в данный момент времени направлен по касательной.

Часть потока, заключенная внутри трубки тока, называется элементарной струйкой.

Трубка тока в гидромеханике, трубка, составленная из линий тока, проходящих через точки небольшого замкнутого контура внутри движущейся жидкости

Трубка тока, таким образом, является как бы непроницае­мой стенкой, а элементарная струйка представляет собой самостоя­тельный элементарный поток.

Пьезометры, подключенные в разных точках живого сечения (а), показывают одинаковую высоту поднятия Ж, т.е. выполняется гидростатический закон распределения давления. Для потоков, где живые сечения не будут плоскими (б) в вертикальном сечении появляются составляющие скорости разной величины, а значит и ускорения. Силы инерции, соответствующие ускорениям, изменяют гидростатический закон распределения давления