Работа сил давления трения

Существенным отличием процесса перехода газа через скачок уплотнения, сопровождаемого скачкообразным увеличением давления, плотности и температуры, от течения с плавным, постепенным возрастанием указанных параметров является значительная величина работы сил внутреннего трения в газе. В скачке уплотнения на расстоянии, не превышающем нескольких длин свободного пробега молекул, вследствие больших градиентов скорости силы внутреннего трения настолько велики, что необратимо переводят в теплоту значительную часть механических видов энергии газа. Это вызывает заметное возрастание энтропии. В случае течения газа с постепенным возрастанием параметров работа сил внутреннего трения оказывается пренебрежимо малой и процесс считается изэнтропическим. [c.108]

Уравнение энергии записано в форме, аналогичной первому закону термодинамики. Левая часть уравнения соответствует изменению со временем кинетической и внутренней энергии движущегося объема. Первый член правой части учитывает работу массовых сил, второй — работу сил давления, третий — работу сил трения, четвертый — поступление энергии в объем за счет теплопроводности, пятый— за счет диффузии. Поскольку, как уже упоминалось, масса М объема V, движущегося со средней массовой скоростью, сохраняется, возможно обычное преобразование [c.180]

В общем случае величина дЬ выражает суммарный эффект следующих факторов работы изменения объема работы сил давления по перемещению частицы изменения кинетической энергии частицы работы сил тяжести (или равного ей изменения потенциальной энергии частицы в поле сил тяжести) так называемой технической работы работы против сил трения, обусловленных вязкостью среды. Раскроем содержание каждого из этих факторов. [c.163]

Таким образом, силы трения играют здесь двоякую роль их механическое действие состоит в совершении работы против сил давления, а тепловое действие — в выделении энергии диссипации. По уравнению (12.53) работа сил трения равна работе сил давления, а равенство членов в правой части выражения (12.55) свидетельствует о том, что выделяется теплота трения, количественно эквивалентная каждой из указанных работ. Следовательно, работа сил давления эквивалентна здесь теплоте трения. [c.285]

В левой части этого уравнения стоит полное изменение энергии, заключенной в объеме V, за единицу времени. Эта энергия состоит из двух частей — кинетическая энергия ри И и внутренняя энергия рС. Первое слагаемое в правой части представляет собой работу внешних объемных сил, а второе — работу поверхностных сил, включающую работу сил давления (равновесного Р и неравновесного П = зр П д) и работу сил вязкого трения последнее слагаемое по своей математической структуре есть поток вектора 1к через граничную поверхность. Оно обуславливает изменение энергии в объеме V даже в отсутствие внешних сил и сил вязкого трения. Таким образом, можно интерпретировать это слагаемое как поток тепла, втекающий или вытекающий через границу объема V за единицу времени вследствие теплопроводности, а сам вектор 1к — как вектор плотности потока тепла. [c.528]

Приток энергии к массе, заключенной в выделенном отрезке трубки тока, складывается из работы сил давления на концевых поверхностях трубки и из возможного поступления тепла через боковую поверхность. Учитывать особо работу сил трения не следует, так как она сводится к преобразованию механической работы в тепловую энергию, следовательно, не влечет за собой изменения содержания энергии в выделенной области. Работа сил давления, действующих на площадь Fa, равна силе, умноженной на путь, т.е. равна [c.364]

Полученное уравнение является дифференциальным уравнением Фурье — Кирхгофа. Левая часть уравнения (1-9-4) отражает полное изменение энтальпии текучей среды в данной точке. В правой части первый член характеризует диффу-. зионный перенос тепла (теплопроводностью и диффузионной теплопроводностью). Второй член является источником тепла, обусловленным источником массы Оу1 за счет фазовых или химических превращений. Третий член (йр (1х) отображает работу сил давления последующий член (а у) является источником тепла за счет диссипации энергии движения, т. е. за счет работы сил внутреннего трения. Предпоследний член отображает перенос тепла за счет диффузионного переноса [c.31]

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]

При малых скоростях движения газа работа сил трения невелика и в уравнении энергии (2.П1.2) можно пренебречь диссипативными членами. Кроме того, при этом мала также работа сил давления (йp йt O), [c.460]

IV.9. Существенным отличием процесса перехода газа через скачок уплотнения, сопровождаемого скачкообразным увеличением давления, плотности и температуры, от течения с плавным, постепенным возрастанием указанных параметров является значительная величина работы сил внутреннего трения в газе. В скачке уплотнения на расстоянии, не превышающем нескольких длин свободного пробега молекул, ввиду [c.477]

Мало того, при большом угле давления г ) сопротивления от трения иногда настолько велики, что работа силы F оказывается недостаточной, чтобы привести в движение ведомое звено. Это явление носит название заклинивания механизма и наблюдается в неправильно спроектированных механизмах. [c.420]

Сила давления на болт равна по модулю IRJ и направлена в противоположную сторону ее максимальное значение будет Во избежание ударов мотора по болтам при его работе, затяжка болтов Q должна быть такой, чтобы суммарная сила трения мотора о плоскость, на которой он установлен, т. е. fQ, была не меньше [c.280]

Выделим в стационарном потоке участок трубки тока, ограниченный сечениями / и 2 (рис. 299). Обозначим для этих сечений через Si и площади, и Uj — скорости, и р. — давления жидкости и, наконец, через и — высоты, на которых находятся центры сечений. К элементу жидкости, заключенному между сечениями, мы могли бы применить второй закон Ньютона. Но, поскольку силы трения отсутствуют, вместо законов Ньютона можно сразу применить закон сохранения энергии. Изменение энергии рассматриваемого элемента жидкости должно быть равно работе внешних сил. Внешними силами для рассматриваемого элемента являются, во-первых, сила тяжести и, во-вторых, силы давления, действующие на объем через [c.523]

Отсутствие влияния сил трения можно объяснить следующим образом. Под действием трения давление вдоль трубы падает, т. е. газ расширяется, и, следовательно, температура должна была бы уменьшаться. Однако работа сил трения преобразуется в тепло и так как работа сил трения в точности равна теплу, подведенному за счет этой работы, то подогрев компенсирует охлаждение. [c.17]

Применим уравнение количества движения к прямолинейной струйке постоянного сечения F. Проведем торцовые части контрольной поверхности нормально к направлению потока, причем пусть образующая боковой поверхности струйки параллельна оси X. Скорость потока w направлена в сторону положительной оси X. Составим уравнение количества движения в направлении потока. На контрольную поверхность действуют силы давления, нормальные к ней. Поэтому проекции на ось х сил давления, приложенных к боковой поверхности, равны нулю. Изменение давления на участке между торцовыми сечениями струйки пропорционально силе, действующей на выбранный элемент жидкости. Эта сила, параллельная оси х, равна (pi — p2)F. К боковой поверхности приложена сила трения, направленная параллельно потоку, против него —Ртр. Кроме того, между торцовыми сечениями струйки может находиться какая-либо машина, получающая от газа техническую работу. Пусть проекция на направление движения силы, с которой действует машина на газ, равна —Р ). Итак, сумма проекций всех сил на ось х равна [c.38]

Так как при движении жидкости работа сил трения переходит в тепло, то между давлением и температурой жидкости в каждом сечении зазора существует определенная зависимость. [c.205]

Если умножить уравнение (12.52) на скорость гюх, то его члены будут выражать работу, совершаемую в единицу времени силами давления и силами трения [c.284]

Согласно первому началу термодинамики подведенные к газу тепловая энергля и работа сил давления расходуются на совершение технической работы, работы сил трения, а также на повышение запасов потенциальной, внутренней и кинетическо энергии [c.15]

При малых скоростях движения газа работа сил трения невелика и в уравнении энергии (3.2) можно пренебречь диссипативными членами. Кроме того, незначительна также работа сил давления (др/сН 0), а параметры р, СриХ можно рассматривать постоянными. С учетом этого уравнение энергии можно представить в виде [c.81]

Левая часть этого уравнения даёт изменение внутренней энергии за счёт изменения температуры и работы сил давления. Правая часть даёт изменение энергии за счёт притока теплз от теплопроводности и от работы внутренних сил трениа. [c.69]

Стабилизированное стационарное течение в круглой трубе аналогично рассматриваемому плоскопараллельному течению следовательно, и для течения в трубе работа сил давления может служить мерой выделяющейся теплоты трения. Из уравнения движения (12.51) видно, что др1дх постоянно вдоль оси Ох, ибо д гюх1ду от X не зависит. Тогда работа сил давления в единице объема равна [c.285]

При высоких скоростях потока анализ процесса теплообмена необходимо осу-ществляэь с учетом не только теплоты трения, но и сжимаемости газа, а также влияния изменения физических свойств I аза в зависимости от температуры Уравнения (2.85) —(2.87) в этом случае усложняются. В частности, в уравнении энергии (2.87) появляется дополнительный член [w, lp/dx , учитывающий выделение теплоты вследствие работы сил давления. [c.114]

Уравнение (1.28) выражает закон преобразования механической энергии для вязкой несжимаемой жидкости. Члены 2 и и lg) выражают соответственно удельную (т.е. отнесенную к единице веса жидкости) потенциальную энергию положения и кинетическую энергию. Величина p/(pg) представляет собой удельную работу сил давления, член /г — работу сил трения (вязкости), а й — изменение удельной энергии на участке Sj -специфичное для неустановившегося движения. Поскольку величина /г выражает часть механической энергии, необратимо преобразующуюся в тепловую. она называется потерей энергии. [c.19]

Как и в однородной жидкости, члены вида Фi ГЬ х (Эии / Эд ) имеют смысл удельной (на единицу времени и единицу объема жидкости) диссипации кинетической энергии под действием м< екулярной вязкости в каждой жидкости с осредненной концентрацией Выражение в скобках в левой части зфавнения (1.90) представляет собой поток энергии, обусловленный непосредственным переносом энергии при перемещении частиц жидкостей, работой сил давления и молекулярных сил внутреннего трения, процессом переноса энергии благодаря действию турбулентной вязкости (члены рфши и а ) [c.43]

Из формулы (21.15) следует, что чем меньше угол г ), тем больше работа силы F. Работа А будет максимальной при г" = 0. Угол д, образованный направлением действия силы F, прилох енной к ведомому звену в точке С, и скоростью <Пс точки С, называется углом давления. Таким образом, чтобы вся работа силы F расходовалась на движение ведомого звена, нужно обеспечить совпадение направления этой силы с направлением абсолютной скорости Toi i точки ведомого звена, к которой приложена сила F. Обычно в механизмах угол давления не равен нулю, вследствие чего только одна слагаюш,ая силы F сообщает движение ведомому з[ сну, другая же вызывает дополнительные вредные сопротивления трения в кинематических парах. [c.420]

Сила давления газа на поршень двигателя есть по отношению к автомашине сила внутренняя и сама по себе не может переместить центр масс автомашины. Поэтому как бы интенсивно ни работал двигатель, центр масс автомашины останется на месте. Чтобы автомашина могла передвигаться, необходимо сцепление колес с полотном дороги, т. е. необходимы горизонтальные внешние силы — реакции внешних связей. В самом деле, движение автомашины происходит потому, что двигатель передает ведущим колесам автомашины вращающий момент УИвр (рис. 337). При этом точка касания А ведущего колеса с полотном дороги стремится скользить влево. Тогда со стороны полотна дороги на ведущее колесо будет действовать сила трения 7 , направленная вправо, т. е. в сторону движения автомашины. Эта внешняя сила и является той необходимой горизонтальной внешней силой. [c.582]

Но (р, — Ра) есть разность сил давления. Она должна быть равна силе / , действующей на столб жидкости длиной I со стороны стенок трубы, т. е. F = 8niilv .p. При перемещении этого столба жидкости на расстояние I сила трения о стенки трубы совершит работу А = FI, т. е. [c.539]

Условный расчет подшипников скольжения. Как указывалось выше, большинство подшипников скольжения работает в условиях несовершенного смазывания. При этом подшипники рассчитывают условно по среднему давлению на трущихся поверхностях р и удельной работе сил трения pv, где V — окружная скорость поверхности цапфы. Расчет по среднему давлению р гарантирует невыдавливаемость смазочного материала, а расчет по рь — нормальный тепловой режим и отсутствие заедания. [c.523]

На участке СК dpidx > О и частицы движутся в направлении возрастания давления. В идеальной жидкости это приводит лишь к убыванию кинетической энергии и восстановлению полного давления, достигаемого в точке Ki- В реальной жидкости часть кинетической энергии затрачивается на компенсацию работы сил трения, оказывающих тормозящее действие. В связи с этим частицы, двигавшиеся в пограничном слое и имевшие малый запас кинетической энергии, начиная с некоторого сечения, проходящего через точку О (рис. 8.27), не могут уже преодолевать совокупное действие обратного перепада давления и трения — они в этом сечении останавливаются, а частицы, двигающиеся по более удаленным от тела траекториям, отклоняются в сторону внешнего потока. Часть жидкости, расположенная ниже точки О, под действием положительного градиента давления получает возвратное движение. Это явление и называют отрывом пограничного слоя. [c.348]

Рассмотрим в качестве примера потенциальное бесциркуляционное обтекание круглого цилиндра ( 4 гл. 7). Начиная от передней критической точки /<1, давление убывает dpldx < 0), а скорость возрастает вплоть до точки С, за которой начинается обратное изменение давления и скорости. Жидкие частицы на участках пути вблизи границы Ki испытывают ускорение, обусловленное падением давления в направлении движения, и их кинетическая энергия возрастает. В идеальной жидкости этому ускорению ничто не препятствует, но в реальной движение тормозится трением, развивающимся благодаря прилипанию жидкости к твердой поверхности и образованию пограничного слоя. Все же благодаря прямому перепаду давления ускорение в нем наблюдается, по крайней мере, до точки С. Иначе обстоит дело на участках С/<2. Здесь dpldx > 0 и частицам приходится двигаться против нарастающего давления, В идеальной жидкости это приводит лишь к убыванию кинетической энергии и восстановлению полного давления, достигаемого в точке К2- В реальной жидкости часть кинетической энергии должна быть затрачена еще на компенсацию работы сил трения, оказывающих тормозящее действие. В связи с этим частицы, двигавшиеся в пограничном слое и имевшие малый запас кинетической энергии, начиная с некоторой точки О (рис. 186), не могут уже преодолевать совокупное действие обратного перепада давления и трения они в этом сечении останавливаются, а частицы, двигающиеся по более удаленным от тела траекториям, отклоняются в сторону внешнего потока. Часть жидкости, расположенная ниже точки О, под действием обратного градиента давления получает возвратное движение. Это явление и называют отрывом пограничного слоя. Структура течения и конфигурация линий тока вблизи точки отрыва показаны ка рис. 186. [c.382]

Основополагающим трудом по гидравлике считают сочинение Архимеда О плавающих телах , написанное за 250 лет до нашей эры и содержащее его известный закон о равновесии тела, погруженного в жидкость. В конце XV в. Леонардо да Винчи написал труд О движении воды в речных сооружениях , где сформулировал понятие сопротивления движению твердых тел в жидкостях, рассмотрел структуру потока и равновесие жидкостей в сообщающихся сосудах. В 1586 г. С. Стевин опубликовал книгу Начало гидростатики , где впервые дал определение силы давления жидкости на дно и стенки сосудов. В 1612 г. Галилей создал трактат Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и тех, которые в ней движутся , в котором описал условия плавания тел, В 1641 г. его ученик Э. Торричелли вывел закономерности истечения жидкости из отверстий. В 1661 г. Б. Паскаль сформулировал закон изменения давления в жидкостях, а в 1687 г. И. Ньютоном были установлены основные закономерности внутреннего трения в жидкости. Эти ранние работы были посвящены отдельным вопросам гидравлики и только в XVIII в. трудами членов Российской Академии наук М. В. Ломоносова, Д. Бернулли, Л. Эйлера гидравлика сформировалась, как самостоятельная наука. [c.7]

Взаимосвязь между теплотой и внутренней энергией, с одной стороны, и кинетической энергией и различными видами работы, с другой, можно проиллюстрировать следующим примером. Пусть в жестком замкнутом резервуаре неизменного объема имеется газ, к которому подводится теплота dq. Единственным результатом этого будет увеличение внутренней энергии газа на величину du. Предоставим теперь газу возможность совер-плить работу расширения pdu, например откроем вентиль, выпустив при этом часть 1 кг газа, находящегося в резервуаре. При расщирении газ придет в движение с кинетической энергией wdw, внутренние силы давления будут совершать работу проталкивания d(pv), без которой движение не может существовать, возможно совершение работы против сил тяжести gdz, технической работы dir и работы против сил трения alrp- Если бы газу не была предоставлена возможность расширяться, то перечисленные виды работы не совершились бы. Понятно, таким образом, что все они совершаются за счет работы расширения pdu. Формальное сопоставление уравнений (7.1) и (2.1а) приводит к тому же выводу. [c.169]

Именно такая взаимная компенсация и происходит в потоке. Составляющие и можно рассматривать как две стороны действия одних и тех же сил трения с одной стороны, эти силы (наряду с силами давления) как внутренние силы осуществляют перераспределение механической энергии между отдельными макрочастицами, с другой стороны, эта работа по перераспределению переходит в теплоту. Такая взаимная компенсация не происходит по отношению к каждой отдельно взятой частице, но в среднем для поперечного сечения потока выполняется . Поэтому у равяение первого закона термодинамики для потока чаще всего используется в форме (7.1) или (7.15). Обе эти формы эквива- [c.171]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...