ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Движение жидкостей и газов Движение твердых тел в жидкостях и газах ОТДЕЛ И. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Основы молекулярно-кинетической теории из "Справочное руководство по физике " Пример. Внутри жидкости выделен малый элемент объема в форме прямой трехгранной призмы (на рис. 1.6.1, а условно показаны силы упругости, действующие на грани призмы со стороны окружающей жидкости). [c.95] К аналогичному выводу приводит рассмотрение равновесия сил, действующих на основания призмы. Последнее равенство выражает закон Паскаля. [c.95] Давление, вызванное силой тяжести жидкости и зависящее от глубины прд поверхностью жидкости, называется гидростатическйм давлением. [c.96] Пример. Две разнородные жидкостц, плотности которых р1 и Рг, налиты в сообщающиеся сосуды (рис. 1.6.3). Чтобы жидкости не смешивались, они разделены свободно перемещающимся поршнем В. [c.96] Если в сообщающихся сосудах находится однородная жидкость (р1=ра), то ее свободная поверхность во всех сосудах располагается на одном и том же уровне (/11=Ла). [c.97] Выталкивающая сила возникает из-за того, что значения гидростатического давления на разных глубинах неодинаковы. [c.97] При P F/ тело тонет. [c.98] Движение (течение) жидкости называется стационарным (установившимся), если в заданных точках пространства скорость жидкости не зависит от времени. При ЭТОМ в разных точках пространства скорости жидкости могут быть неодинаковыми. [c.98] Если в фиксированных точках пространства скорость жидкости с течением времени изменяется, двил ение называется нестационарным (неустановившимся). [c.98] Течение жидкости, при котором ее соприкасающиеся слои движутся без перемешивания, называется ламинарным. При перемешивании слоев жидкости течение называется турбулентным. Ламинарное течение может быть как стационарным, так и нестационарным. Турбулентное течение всегда нестационарно. [c.98] Трубкой тока называется поверхность, образованная линиями тока, проведенными через все точки малого замкнутого контура, выделенного внутри жидкости. Жидкость, протекающую по всей совокупности трубок тока, называют потоком. [c.98] Причиной внутреннего трения в газах является перенос частицами газа импульсов между соприкасающимися слоями. На рис. 1.6.5 условно изображены соприкасающиеся слои газа 1 и 2, движущиеся с неодинаковыми скоростями VI и Уа — один слой скользит по другому, причем У1 С 2-Переход какой-то частицы А из нижнего слоя в верхний приведет к торможению последнего. Переход частицы В из верхнего слоя в нижний связан с передачей нижнему слою импульса, имеющего составляющую, совпадающую со скоростью Уа, т. е.- переход частицы В будет сопровождаться увеличением скорости нижнего слоя. Поэтому па верхний слой газа будет действовать сила трения, направленная влево, а на нижний слой — сила трения, совпадающая по направлению со скоростью Уг. [c.99] Аналогично объясняется возникновение сил внутреннего трения в жидкостях при высоких температурах, близких к критическим (П.5.5.Г). При температуре, близкой к температуре затвердевания (Н.7.4.6°), механизм возникновения сил внутреннего трения в жидкости имеет более сложный характер. [c.99] Для поддержания течения вязкой жидкости давления в различных сечениях трубки тока должны быть неодинаковыми — работа сил давления должна компенсировать или превышать работу сил внутреннего трения. [c.100] Величина р в этом уравнении называется статическим давлением, pt)V2 — скоростным (динамическим) напором, а сумма p+pv42 — полным давлением (ро). [c.100] Из этого уравнения следует, что в тех сечениях трубки тока, где скорость жидкости больше, статическое давление меньше, а в тех сечениях, где скорость жидкости уменьшается, статическое давление возрастает. [c.100] Пример 1. Пользуясь уравнением Бернулли, найти скорость истечения невязкой несжимаемой жидкости из малого отверстия в открытом сосуде (рис. 1.6.6). [c.101] Пример 2. Статическое давление в потоке жидкости можно измерить с помощью тонкой трубки, расположенной вдоль потока и имеющей отверстие на боковой стенке (рис. 1.6.7, а). Если такая трубка сообщается с атмосферой, то статическое давление равно где р . — атмосферное давление, р — плотность жидкости, Л — высота поднятия жидкости в вертикальной части трубки. [c.101] Вместо того, чтобы рассматривать движение твердого тела в неподвижной сплошной среде, на основании механического принципа относительности (1.2.7.5°) можно исследовать процессы, происходяш,ие при обтекании неподвижного твердого тела потоком жидкости или газа. Э( екты взаимодействия тела с потоком при этом оказываются одинаковыми (силы взаимодействия, распределение давлений по поверхности тела и т. д.), но второй путь практически прош,е. Так, например, прежде чем послать летательный аппарат новой конструкции в полет, его модель (натуральных или уменьшенных размеров) продувают в аэродинамической трубе. [c.102] От характеристик пограничного слоя — его толщины, от того, ламинарный он или турбулентный (1.6.3.Г), и т. д.— и от образующихся после отрыва пограничного слоя вихрей в основном зависит сопротивление движению тела в жидкости. [c.103] Вернуться к основной статье