 |
Силы, действующие в жидкости. Гидростатическое давление - определение.
|
|
|
|
Определение гидравлики. Основные понятия и определения. Сплошная среда.
Гидравликой называется прикладная наука, занимающаяся изучением законов покоя и движения жидких тел и рассматривающая способы приложения этих законов к решению конкретных технических задач.
Основные понятия и определения гидравлики:
1) Жидкость – физическое тело, обладающее большой подвижностью частиц, которая объясняется слабой связью между молекулами. Поэтому жидкости легко изменяют свою форму, т.е. легко деформируются, не дробясь на части, под действием сил самой незначительной величины или, другими словами, обладают текучестью при приложении к ним незначительных сил сдвига. Жидкость не имеет своей формы, но принимает форму сосуда, в котором она находится.
Все жидкости делятся на капельные и газообразные. Таким образом, под это определение попадают и газы, которые, в отличие от жидкостей в общепринятом смысле этого слова (или капельных жидкостей), называются «упругими» жидкостями.
Капельная жидкость имеет объем, и если объем меньше объема сосуда, то жидкость занимает часть объема сосуда и образует свободную поверхность. В отличие от капельных жидкостей газы, как упругие жидкости, не имеют своих определенных формы и объема. Они всегда занимают весь объем сосуда, в котором находятся.
Жидкости отличаются от твердых тел тем, что они обладают такими свойствами, как адгезия, удельный вес, поверхностное натяжение и упругость насыщенного пара.
2)Идеальная жидкость – жидкость, которая не сжимается под действием давления, не изменяет плотности при изменении температуры и не обладает вязкостью.
3) Сплошная среда – жидкость без пустот, разрывов и трещин, диаметр частиц больше длины свободного пробега молекул 
. Модель сплошной среды позволяет применять для анализа такой мощный математический аппарат, как дифференциальное и интегральное исчисление.
|
|
|
Основные физические свойства жидкостей.
1) Плотностьρ - это масса единицы объема жидкости (кг/м3): ρ = m / V.
2) Удельный вес g - называется вес единицы объема этой жидкости (Н/м3): g = G / W
G - вес жидкого тела, [H]; W - объем, [м3].
Между плотностью и удельным весом существует связь: g = ρ∙g
3) Коэффициент объемного сжатияb w (Па-1) - это относительное изменение объема жидкости при изменении давления на единицу:
где D W - изменение объема W; Dr - изменение плотности r, соответствующие изменению давления на величину D p.
4) Модулем упругости жидкостей Eж - величина, обратная коэффициенту объемного сжатия (Па): Еж=1/ b w;
5) Коэффициент температурного расширенияb t (0 С) -1, выражает относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на один градус : b t = D W/(W∙ D t);
6) Вязкость - свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. Вязкость проявляется только при движении жидкости и сказывается на распределении скоростей по живому сечению потока.
В практике для характеристики вязкости жидкости чаще применяют коэффициент динамической вязкости µ, и коэффициент кинематической вязкости n (м 2 /с). Коэффициентом кинематической вязкости n (м 2 /с) называется отношение коэффициента динамической вязкости к плотности жидкости: n =µ / ρ. Динамическая вязкость определяется по формуле Пуазейля: µ = (π∙ P ∙ T ∙ r 4)/(8∙ l ∙ V).
Вязкость жидкости зависит от рода жидкости, от температуры и от давления.
Силы, действующие в жидкости. Гидростатическое давление - определение.
Силы, действующие на жидкость можно разделить на две группы: внутренние и внешние.
Внутренние силы - силы взаимодействия между частицами жидкости.
Внешние силы - силы приложенные к частицам рассматриваемого объёма со стороны других тел. Внешние силы, в свою очередь, делятся на массовые и поверхностные.
Поверхностные силы- приложены к отдельным частицам, находящимся на поверхности раздела. Пропорциональны площади поверхности, на которую действуют. Передаются от частицы к частице без изменения. Например, атмосферное давление, действующее на свободную поверхность, а также силы трения.
|
|
|
Массовые силы - эти силы действуют на все частицы, рассматриваемого объема, величина сил пропорциональна массе этих частиц. Передаются от частицы к частице, суммируясь.
Гидростатическое давление - это сжимающее напряжение, которое возникает в жидкости находящейся в состоянии относительного покоя.
|
|
|
