ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стационарное течение жидкости из "Механика Изд.3 " При движении жидкости и газа между отдельными частицами возникают силы внутреннего трения, или силы вязкости. Коэффициент вязкости таких веществ, как, например, воздух, вода, относительно невелик, поэтому при определенных условиях (при каких — это выясним подробнее далее) можно приближенно рассматривать течение жидкости (или газа) как течение шдеальной жидкости, т. е. жидкости, лишенной вязкости. Такой жидкости и такого газа, разумеется, нет. Однако течение жидкости и газа во многих практически очень важных случаях можно приближенно рассматривать как течение идеальной жидкости. [c.346] Зная законы течения идеальной жидкости, можно уже в них внести поправки, учитывающие влияние вязкости. Такой путь последовательного изучения закономерностей движения жидкости и газа позволяет относительно простыми способами выяснить сложные законы движения вязкой жидкости. [c.346] Картину текущей жидкости (газа) можно представить себе при помощи поля вектора скоростей частиц. Каждой точке пространства г соответствует в момент времени t вектор г, t) — вектор скорости частицы, проходящей через точку г, он зависит от положения точки г и времени t. [c.346] Течение жидкости (или газа) называют стационарным, если все величины скорость, давление, плотность, температура и т. д. — остаются постоянными все время в каждом месте пространства, занятого текущей жидкостью. В противном случае движение называется неустановившимся (или нестационарным), и законы течения будут еще сложнее. [c.346] Очевидно, что стенки трубки тока в данном случае образованы траекториями частиц. Частица жидкости, находящаяся в какой-ю трубке, так и будет в ней оставаться в течение всего времени движения. Так как сечение трубки мы можем взять сколь угодно малцм, то всегда можно считать, что скорость частиц жидкости одинакова в поперечном сечении трубки и направлена перпендикулярно к нормальному сечению трубки. [c.348] Течение в трубке тока будет таким же, как и течение без трения в трубке с жесткими стенками, сечение которой достаточно плавно изменяется. [c.348] При неустановившемся течении можно представить себе трубки тока, но они уже не будут образованы траекториями частиц. Действительно, представим векторное поле скоростей г г, t) частиц в момерт времени t. В этом поле можно мысленно провести линии тока — такие кривые, касательная к которым всюду совпадает по направлению с вектором скорости о. Эти кривые, проходящие через колечко , образуют трубку тока. Ясно, что трубка тока, образованная линиями, проходящими через данное колечко , зависит от времени. Кроме того, следует отметить, что линия тока, вообще говоря, совсем не совпадает с траекторией частицы, потому что, когда частица перейдет в соседнюю точку г + dr, вектор скорости в этой точке за время dt уже изменится на какую-то величину, и т. д. А при построении линий тока принимаются во внимание только скорости в данный момент во всех точках пространства. Линии тока образованы смещениями различных частиц, а траектория — движением одной частицы. [c.348] Рассмотрим условие постоянства потока массы при течении по тр бке. При стационарном течении масса жидкости или газа, прошедшая за единицу времени через любое поперечное сечение трубки, одинакова для всех сечений. [c.348] Такая же картш1а будет и при течении по широкой трубе, у которой сечение довольно плавно изменяется, так что на расстоянии, примерно равном длине диаметра трубы, ее можно считать с достаточной степенью точности цилиндрической. Если плотность гйза или жидкости в такой трубе не изменяется, то при стационарном течении скорость в каждом поперечном сечении обратно пропорциональна площади этого сечения. [c.349] Найдем связь между изменением скорости и изменением давления вдоль трубки тока. Проследим частицу жидкости, занимающую некоюрый отрезок трубки тока (см. рис. 284). Можно представлять себе течение так, что эта частица движется вдоль трубки, деформируясь и занимая все сечение трубки. [c.349] Что можно сказать о давлении вдоль трубки тока, если мы будем следить за движением частицы Совершенно очевидно, что если поперечное сечение трубки тока на данном участке постоянно, то и скорость частицы несжимаемой жидкости остается постоянной. Следовательно, частица на этом участке не имеет ускорения. Если трубка сужается вдоль потока (участок 1 — 2), то частица жидкости здесь ускоряется, скорость ее возрастает. Если же трубка расширяется (участок 2 —3), то частица жидкорти замедляется, скорость ее падает на этом участке. [c.350] Вернуться к основной статье