ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Гидродинамика из "Тепловозы Издание 2 " Движущуюся массу жидкости для возможности анализа закономерностей движения в гидродинамике считают состоящей из отдельных элементарных струй, каждая из которых перемещается, не смешиваясь с другими. Совокупность элементарных струй представляет поток жидкости. Потоки характеризуются живым сечением и расходом. [c.18] Потоки жидкости могут иметь различный характер движения. Движение называют установившимся, если в каждой точке потока величины скорости, давления и температуры жидкости (различные в разных точках) с течением времени не меняются. Несоблюдение любого из условий делает движение потока неустано-вивщимся. [c.19] Установившееся движение называется равномерным, если поток по всей длине имеет одинаковые живые сечения и, следовательно, скорости. [c.19] Уравнение неразрывности потока. Если в установившемся потоке жидкости выделить сечения Л и (рис. [c.19] Рб=Уб5б должны быть одинаковы, так как поток сплошной, в нем нет никаких пустот, жидкость несжимаема, и между этими сечениями она никуда не расходуется и ниоткуда не поступает. Отсюда следует, что и в других сечениях неразветвленного потока расходы жидкости должны быть также одинаковы. [c.20] Уравнение (2.16) называется урав-нением неразрывности потока, или уравнением постоянства расхода. По суш,еству оно выражает обш,еизвест-ный закон сохранения массы. [c.20] Из этого уравнения следует, что Уа/уб = 5б/5д, т. е. средние скорости потока обратно пропорциональны площадям его живых сечений. Например, если диаметр трубы увеличить в два раза, скорость потока уменьшится в 4 раза. [c.20] Уравнение Бернулли. Рассмотрим состояние элемента установившегося потока идеальной жидкости между сечениями А Б (см. рис. 2.6, б) через малый промежуток времени Л/ (рис. 2.6, в). Ограничивающие его сечения за это время переместятся А — ъ положение А на расстояние а Б — в положение Б на расстояние Als — VsAi. [c.20] Определим изменение кинетической энергии рассматриваемого элемента потока при перемещении его из положения АБ в положение А Б. Очевидно, что кинетическая энергия основной части объема между сечениями Л и Б не меняется. Различаться могут лишь кинетические энергии частей объема между сечениями А и А, которую рассматриваемый элемент освобождает при течении, и между сечениями Б и Б, занимаемой вновь. [c.20] Изменение энергии тела, как следует из механики, равно работе внешних сил. Такими силами для элемента потока являются силы тяжести и силы гидростатического давления на торцовые сечения элемента. [c.20] Работа сил давления АЕр — = Рд5дЛ/д—Рб бД б-Произведения 5дЛ/д и 5бА/б представляют собой части объема между сечениями Л—А f Б—Б. По уравнению постоянства расхода они одинаковы и равны каждое Q t (например, 5дЛ/д = 5дУдА/ = РД/). [c.20] Разделим все члены этого выражения на вес рассматриваемого элемента потока pgQAt, т. е. будем рассматривать удельную энергию на единицу веса. Тогда получим (имея в виду, что у = 9ё). [c.21] Выражение (2.22) называется уравнением Бернулли идеальной жидкости. Это одно из важнейших уравнений гидравлики, оно в 1738 г. впервые было установлено известным ученым Даниилом Бернулли, членом Российской Академии наук. [c.21] Выражение (2.2.3) применительно к движению идеальной жидкости выражает закон сохранения энергии. Оно говорит о том, что удельная энергия в установившемся потоке идеальной жидкости постоянна, она не может ни увеличиваться, ни уменьшаться. Изменение одного из слагаемых должно неизбежно приводить к изменению других слагаемых. [c.21] Первый член уравнения (2.23) представляет геометрическую высоту (геометрический напор) рассматриваемого сечения потока над выбранным уровнем сравнения, для которого 2 = 0. [c.21] Второй член — это гидростатическое давление, выраженное высотой столба жидкости. [c.21] Третий член уравнения выражает кинетическую энергию потока и называется скоростным (или динамическим) напором. [c.21] Таким образом, каждое слагаемое — это отдельный вид удельной энергии z — удельная энергия высоты (или положения) р/у — удельная энергия давления av /2g — удельная кинетическая энергия. [c.21] Сумма всех слагаемых может быть названа полной удельной энергией потока Н (полным напором). [c.21] Из последнего уравнения, в частности, следует, что при увеличении скорости течения жидкости давление в потоке уменьшается и, наоборот, уменьшение скорости потока вызывает повышение давления в нем. [c.21] Вернуться к основной статье