ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Законы сохранения импульса и момента импульса. Реактивное движение из "Физические основы механики " Поток можно охарактеризовать, задав величину и направле1ше скоростей частиц жидкости во всех точках потока в каждый момент времени. На рис. 296 распределение скоростей частиц в потоке в данный момент изображено стрелками. Проведем линии, к которым во всех точках касательны эти стрелки. Такие линии, к которым скорость в каждой точке является касательной, называются линиями тока. [c.520] Часто распределение скоростей в потоке не изменяется со временем, хотя скорости отдельных частиц со временем изменяются. [c.521] Поэтому во всех случаях, когда мы будем рассматривать стационарное движение жидкостей и газов, будем пренебрегать сжимаемостью не только жидкостей, но и газов. Для краткости мы дальше будем говорить только о жидкостях, хотя все сказанное будет применимо к газам, пока можно пренебречь их сжимаемостью. [c.523] где сечение трубки уменьшается, скорость потока возрастает. Поэтому расположение линий тока позволяет судить о распределении скоростей в потоке. Например, в случае, изображенном на рис. 296, скорость в сечении СС больше, чем в сечении ЕЕ. [c.523] Мы рассматривали достаточно тонкие трубки тока для того, чтобы иметь право во всем сечении трубки считать скорость потока одинаковой. Но если скорости во всех точках каждого сечения потока мало отличаются друг от друга, то можно говорить о скорости в сечении потока и вместо тонких трубок тока рассматривать весь поток как одну трубку тока. Написанные выше соотношения относятся тогда ко всему потоку в целом. [c.523] Рассмотрим теперь вопрос о распределении давления в текущей жидкости. Для этого нам прежде всего необходимо уточнить, как измерять давление в текущей жидкости. Давление в жидкости представляет собой отнесенную к единице площади силу, с которой один ьлемент жидкости действует на другой. Поэтому для измерения давления в движущейся жидкости нужно вместо одной из частиц жидкости поместить манометр и заставить этот мa юмeтp двигаться так, как двигалась бы частица в потоке. Тогда мы сможем утверждать, что измеряем силы и давления, с которыми действовали бы друг на друга две частицы, движущиеся в потоке. [c.523] При рассмотрении связи между скоростью и давлением в потоке жидкости мы будем полагать, что силы вязкости отсутствуют, т. е. будем рассматривать идеальную (невязкую) жидкость. В дальнейшем мы выясним (правда, только качественно), как влияют силы вязкости на результаты нашего рассмотрения. [c.523] Это уравнение было выведено Даниилом Бернулли (1738 г.). Уравнение Бернулли дает закон изменения давления р с изменением высоты h и скорости потока v. [c.525] Давление в сечении Sj уменьшается по сравнению с давлением в сечении Si, если скорость потока возрастает от сечения Si к сечению S . [c.525] В этом случае изменения давления в потоке обусловлены только изменением скорости. Там, где линии тока сгущаются и скорости возрастают, давление уменьшается. Необходимость этих изменений давления вытекает из второго закона Ньютона, примененного к движению отдельных элементов жидкости. Всякий элемент жидкости, двигаясь по токовой трубке уменьшающегося сечения, должен увеличивать свою скорость. А для этого на элемент должна действовать сила в направлении его движения следовательно, сила давления на передней границе элемента, действующая навстречу потоку, должна быть меньше, чем на задней границе элемента, где сила давления действует в направлении потока. [c.526] Неподвижный манометр, обращенный отверстием к потоку, измерит болынее давление, чем манометр, движущийся вместе с потоком. Избыток давления равен pv l2. Происхождение этого избыточного давления совершенно очевидно. Частицы жидкости, останавливаясь перед манометром, сжимаются, и вследствие этого давление повышается. Создается динамический напор ). [c.527] Все эти сложные рассуждения становятся излишними, если не пользоваться терминами статическое , динамическое и полное давление. Если же с этими терминами придется встретиться, то нужно лишь помнить, что статическое давление — это и есть единственное настоящее давление в жидкости. [c.527] Пито можно определить скорость потока. [c.528] При помоп(и какого-либо манометра, измеряющего разность давлений в трубке Пито и зонде, можно измерить разность давлений р, и р, в (16.5) и определить скорость потока о,. Этим способом очень широко пользуются для измерения скорости потока. Трубку Пито и зонд обычно комбинируют в виде двух концентрических трубок (рис. 305). Внутренняя трубка имеет отверстие на конце, наружная — ряд отверстий в средней части. Обе трубки присоединяются к концам манометра, измеряющего разность давлений. Показания манометра прямо позволяют определить скорость потока. Этот же прибор позволяет определить скорость движения относительно воздуха. Таким указателем скорости пользуются на самолетах. [c.528] Закон Бернулли, строго говоря, применим только к отдельным токовым трубкам. Для разных токовых трубок значение постоянной в уравнении Бернулли (16.3), вообще говоря, различно. Но в некоторых частных случаях закон Бернулли можно применять ко всему потоку в целом. [c.528] Один такой случай был указан выше, именно ко1да скорости во всех точках каждого из рассматриваемых сечений потока одни и те же. Можно также применять закон Бернулли ко всему потоку в случае, когда все трубки тока выходят из области, в которой скорости очень малы (или, наоборот, все трубки тока приходят в згу область). [c.528] Вернуться к основной статье