ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коэффициенты кинетической энергии п количества движения для потока реальной жидкости из "Гидравлика " Обратим внимание на размерность каждого из его членов. [c.56] Второй член (р/у), как это уже известно из уравнений гидростатики, также имеет размерность высоты и называется пьезометрической высотой, соответствующей полному давлению, пьезометрическим напором и удельной потенциальной энергией давления. [c.57] Он представляет собой, как известно из физики, высоту, на которую поднялось бы при отсутствии каких-либо сопротивлений частица, начавшая двигаться с вертикально направленной скоростью и. Член u 2g называется скоростной высотой или — чаще скоростным напором пли удельной кинетической энергией. [c.57] Если условиться откладывать над каждой точкой пьезометрическую высоту и затем скоростную (рис. 4-3), то геометрическое место концов сумм этих отрезков расположится на определенной горизонтальной плоскости, находящейся над плоскостью сравнения на высоте Н. Эта плоскость называется напорной плоскостью, а величина Н, равная высоте ее расположения над плоскостью сравнения, — гидродинамическим напо-р о м. [c.57] Сопоставим расположение напорной плоскости в вихревом и потенциальном потоках. [c.57] Потенциальный поток (и поток винтового движения) имеет одну и только одну напорную плоскость. Эту напорную плоскость можно построить, выбрав произвольные точки в потоке. [c.57] В отличие от этого вихревой (но не винтовой) поток для каждой линии тока и каждой вихревой линии имеет свою напорную плоскость. [c.57] Весьма важно отметить, что высота Н геометрически изображает запас энергии (относительно избранной плоскости сравне-нения), приходящийся на единицу веса движущейся частицы жидкости. [c.57] Ее удельная кинетическая энергия, т. е. энергия, отнесенная к единице веса, равна Mu G = u 2g. [c.58] Таким образом, в уравнении Бернулли каждый член выражает часть механической энергии единицы веса жидкости. Сумма всех членов будет выражать суммарную (потенциальную и кинетическую) механическую энергию, отнесенную к единице веса протекающей жидкости. [c.58] Энергия, отнесенная к единице веса жидкости, исчисленная относительно произвольно выбранной горизонтальной плоскости, называется удельной энергией. [c.58] В дальнейшем изложении будем пользоваться термином. удельная энергия и обозначением Е только для удельной весовой энергии. [c.58] Таким образом, энергетический смысл уравнения Бернулли для установившегося движения невязкой капельной жидкости заключается в том, что удельная энергия, т. е. энергия, присущая каждой единице веса движущейся невязкой жидкости и состоящая из кинетической и потенциальной энергии, остается неизменной. [c.58] В потенциальном и винтовом потоках невязкой жидкости удельная энергия распределена равномерно по всему потоку. В потоке же вихревом (кроме винтового) удельная энергия распределена по потоку неравномерно и сохраняет постоянное значение лишь на каждой линии тока и вихревой линии в отдельности. [c.58] В предыдущих главах мы рассмотрели. движение некоторой условной, лишенной вязкости жидкости. Эта абстракция позволила установить уравнения движения невязкой жидкости, в которой поверхностные силы только нормальные. Между тем любая реально существующая в природе жидкость в той или иной степени обладает внутренним сцеплением и способна оказывать то или иное сопротивление касательным усилиям. Опыт показывает, что эти сопротивления в движущейся жидкости могут стать значительными, возрастая с ростом скорости движения. [c.58] Физические явления, связанные с проявлением сил вязкости, весьма сложны по своему существу. Ограничиваясь выявлением суммарного эффекта сил вязкости, необходимо для учета всех сил, влияющих на формирование движения вязкой жидкости, вводить в рассмотрение некоторую добавочную силу, помимо тех сил, которые уже нами были учтены для невязкой жидкости. [c.58] Учитывая, что все члены уравнения Бернулли имеют линейную размерность, обозначим ту часть удельной энергии, которая затрачивается на н]щодоление сопротивлений движению (трение), символом йтр. [c.59] При решении гидравлических задач возникает необходимость распространить уравнение Бернулли на поток в целом. Для этого предварительно требуется найти закон распределения давления по живому сечению потока. Этот вопрос может быть решен для живых сечений потоков, находящихся в условиях плавной изменяемости. [c.59] Сравнивая последние уравнения с (2-3) и отмечая их полную тождественность, прихо-ди.м к заключению, что в установившем-с я потоке невязкой жидкости с плавно изменяющимся движением давления распределяются по законам гидростатики. Отметим, что это заключение справедливо для невязкой жидкости при отсутствии перемешивания частиц. [c.59] Вернуться к основной статье