62) Что такое линия тока?

Линия, касательная к которой в любой точке указывает направление скорости частицы жидкости, проходящей в рассматриваемый момент времени через точку касания, называется линией тока.

63) Вывести и объяснить физический смысл уравнения неразрывности.

Условие неразрывности струи предусматривает, что струя жидкости нигде не имеет разрывов. Частицы жидкости при стационарном течении движутся по линиям тока, поэтому боковую поверхность трубки тока жидкость не пересекает. Уравнение неразрывности : для идеальной жидкости в стационарных условиях произведение скорости на поперечное сечение трубки тока остается неизменным в любом сечении трубки. Вывод: из уравнения неразрывности следует, что в более узком сечении трубки тока скорость должна быть больше, чем в более широком сечении.

Если поперечное сечение трубки тока бесконечно мало, то можно считать, что скорость жидкости постоянна по сечению и направлена вдоль оси трубки тока.

Если взять два сечения трубки, площади которых равны S₁ и S₂, то можно написать:

ρ₁u₁S₁ = ρ₂u₂S₂. Эта формула выражает один из основных законов гидродинамики – закон сохранения массы или уравнения неразрывности.

64) Записать и объяснить физический смысл уравнения Бернулли.

Уравнение Бернулли считается одним из основных законов гидромеханики, он устанавливает связь между давлением в потоке жидкости и скоростью его движения в гидравлических системах: с увеличением скорости движения потока давление в нем должно падать. С его помощью объясняются многие гидродинамические эффекты.

Уравнение Бернулли:

P₁ + ρu₁²\2 + ρgh₁ = P₂ + ρu₂²\2 + ρgh_2.

65) Как измерить статическое давление движущейся жидкости в трубке?

Давление, которое можно было бы измерить манометром, движущимся вместе с жидкостью, называют статическим давлением. Итак, для измерения статического давления следует применять движущийся манометр, а для измерения полного давления — неподвижный. Однако на практике было бы крайне затруднительно применять движущийся манометр. Чтобы обойти это затруднение, прибору дают такую форму, при которой скорость течения вблизи места, где измеряется давление, не изменяется. Такой прибор можно сделать в виде узкой трубки с закругленным закрытым концом и с отверстиями сбоку. Струи потока, проходя мимо отверстий, практически сохраняют свою скорость неизменной, и в колене манометра, соединенного с такой трубкой, создается статическое давление. Такая трубка носит название зонда.

66) Как измерить среднюю скорость в сечении канала переменного сечения?

По среднему значению секундного расхода вычисляют среднюю скорость течения воды в каждом сечения трубки по формуле:

, где - площади поперечных сечений трубки.

- среднее значение секундного расхода жидкости по формуле:

 –время истечения заданного объема воды Q.

67) Если известна разность статических давлений в двух сечениях и диаметры этих сечений, можно ли по ним определить скорость течения жидкости в одном из этих сечений? Выведите формулу для расчета скорости для этого случая, используя уравнение неразрывности и уравнение Бернулли.

P₁ + ρu₁² = P₂ + ρu₂²

P₁-P₂ = ∆P = ρ(u₁² - u₂²) \ 2

S₁u₁ = S₂u₂

πd₁²\ 4 · u₁ = πd₂² u₂

u₁ = d₂² u₂\ d₁²

∆P = ρu₂²\2 ( 1 – (d₂\ d₁)⁴ )

U₂ = √2∆P \ ρ ( 1 – (d₂\ d₁)⁴ )

68) С помощью манометрических трубок в лабораторной работе № 6 «Изучение стационарного течения жидкости по трубе переменного сечения » какое статическое давление Вы измеряли? Абсолютное давление или избыточное над атмосферным давлением? Манометрические трубки показывают статическое давление в трубе, по которой течет жидкость

Давление, которое можно было бы измерить манометром, движущимся вместе с жидкостью, называют статическим давлением. Показание же неподвижного манометра, мембрана которого поставлена перпендикулярно к потоку, называют полным давлением.

-приборное или избыточное ("действующее", "манометрическое") давление измеряется относительно атмосферного, или:

-ноль приборного (избыточного) давления равен атмосферному давлению, или

-абсолютный вакуум равен "минус одной атмосфере" приборного (избыточного,манометрического) давления и, при этом, равен нулю абсолютного давления.

Абсолютное давление понимается как полное или истинное давление жидкости. Это измерение давления относительно идеального вакуума с отметкой 0 мм рт. ст. Не бывает давления ниже 0 мм рт. ст. Следовательно, измерение вакуума (ниже атмосферного давления) в единицах абсолютного давления всегда положительное число. Манометрическое давление - это давление, соотнесенное с атмосферным. Следовательно, манометрическое давление - это число выше или ниже атмосферного давления. Измерение давления ниже атмосферного дает отрицательное число.

Избыточное давление - Разность абсолютного давления и давления окружающей среды, показываемого барометром