 |
10)Гидростатика основное уравнение гидростатики. Закон паскаля и его использование в технике.
|
|
|
|
10)Гидростатика основное уравнение гидростатики. Закон паскаля и его использование в технике.
Закон Паскаля нашел широкое применение в современной технике. На законе Паскаля основана работа современных суперпрессов, позволяющих создавать давления порядка 800 МПа. Также на этом законе построена работа систем гидроавтоматики, управляющей космическими кораблями, реактивными авиалайнерами, станками с числовым программным управлением, экскаваторами, самосвалами и т. д.
Закон Паскаля неприменим в случае движущейся жидкости (газа), а также в случае, когда жидкость (газ) находится в гравитационном поле; так, например, известно, что атмосферное и гидростатическое давление уменьшается с высотой.
11. Гидродинамика. Классификация жидких средств. Характеристики движения сред(поток и его геометрические элементы).
Гидродинамика – это раздел физики, изучающий свойства жидкостей с помощью законов механики. Жидкости можно условно разделить на идеальные и неидеальные (реальные). Идеальные жидкости не «растягиваются» и не «сжимаются» под воздействием внешних сил, они абсолютно подвижны и их молекулы не взаимодействуют друг с другом. Это упрощенная модель, и в жизни подобных жидкостей не существует. Реальные жидкости – все остальные жидкости. Они бывают в свою очередь ньютоновскими и неньютоновскими. Вязкость – это способность жидкости сопротивляться смещению ее слоев друг относительно друга, при этом во внешнюю среду выделяется энергия в виде тепла. Свойством вязкости обладают как ньютоновские (растворы солей, расплавы металлов, дистиллированная вода), так и неньютоновские (кровь, раствор крахмала в воде, детская игрушка Лизун) жидкости.
|
|
|
Характеристики движения сред.
Поток жидкости. Под потоком жидкости подразумевают движение жидкости, ограниченной поверхностями раздела фаз.
Можно указать следующие примеры потоков:
- - поток в реке, который ограничен неподвижным ложем реки и свободной поверхностью жидкости, соприкасающейся с воздухом;
- - поток в трубе, полностью заполненной жидкостью, ограничен твердыми стенками трубы;
- - струя, вытекающая из отверстия в стенке сосуда, представляет собой пример потока, ограниченного лишь свободной поверхностью жидкости, соприкасающейся с газом,
Установившееся и неустановившееся движение. Установившимся (стационарным) движением является такое, когда скорости частиц потока, а также все другие, влияющие на его движение величины (плотность, температура, давление и др. ) не изменяются во времени в каждой фиксированной точке пространства. При таком движении любая из указанных величин, например, скорость W* в некотором направлении х может иметь различное значение в разных точках Wx = f(x, у, z), но в любой точке скорость не изменяется со временем, т. е. dWx / dt = 0.
При неустановившемся {нестационарном) движении, величины, характеризующие поток, изменяются во времени в фиксированной точке пространства. Так скорость среды в направлении х в любой точке является не только функцией пространственных координат х, у, z данной точки, но также времени t, т. е. Wx = f(x, у, z, t), при этом dWx / dt не равна нулю.
Равномерное и неравномерное движение - это два вида установившегося движения потока.
Равномерное - это такое движение, когда форма и площадь поперечного сечения, а также средняя скорость по длине прямолинейного потока жидкости являются постоянными.
При неравномерном движении, площадь поперечного сечения и средняя скорость меняются по длине потока.
Напорное и безнапорное движение. Напорным движением называется такое движение, когда поток ограничен твердыми поверхностями и не имеет свободной поверхности, т. е. поперечное сечение канала полностью заполнено жидкостью. Напорное движение происходит вследствие наличия разности давлений по длине потока, создаваемой, например, насосом, водонапорной башней и т. д.
|
|
|
Безнапорным движением называется такое, когда поток не со всех сторон ограничен твердыми стенками, а имеет свободную поверхность. В этом случае движение, в частности, может быть вызвано уклоном канала, по которому движется жидкость и происходит при неизменном по длине канала давлении.
12. Гидродинамика: идеальная и реальная жидкость, уравнение Бернулли, примеры практического использования уравнения Бернулли.
Реальной жидкостью называют жидкость, обладающую вязкостью (свойство жидкости сопротивляться сдвигу ее слоев).
Идеальная или невязкая жидкость является упрощенной моделью реальной (вязкой) жидкости. По предположению, идеальная жидкость имеет все свойства реальной, кроме вязкости.
Уравнение Бернулли, основное уравнение гидродинамики, связывающее (для установившегося течения) скорость текущей жидкости v, давление в ней р и высоту h расположения малого объёма жидкости над плоскостью отсчёта. Было выведено для струйки идеальной несжимаемой жидкости постоянной плотности r, находящейся под действием только сил тяжести.
v2/2 + plr + gh = const,
где g — ускорение силы тяжести
Физический смысл уравнения Бернулли. Уравнение Бернулли является следствием закона сохранения энергии. Первый член уравнения Бернулли – это кинетическая энергия, второе слагаемое уравнения Бернулли – потенциальная энергия в поле силы тяжести, третье – работа силы давления при подъеме жидкости на высоту h.
|
|
|
