Жидкости вязкие, действие силы движения

Средняя скорость движения пузырька в вязкой жидкости под действием силы тяжести находится из условия равенства равнодействующих сил Архимеда п сил тяжести силе сопротивления [c.25]

Пленочное течение по плоскости, извлекаемой из неподвижной жидкости, имеет ряд особенностей [168, 82]. В соответствии с рис. 46, в жидкость приходит в движение вслед за пластиной, движущейся со скоростью щ. Причины этого движения связаны с передачей части количества движения в вязкую жидкость и действием сил тяжести и капиллярного давления, приводящих к образованию мениска возле пластины. Подобное течение можно представить в виде трех зон [168] I — с постоянной толщиной пленки и почти [c.117]

Между различными частями неподвижных газа или жидкости действуют силы только одного типа—силы нормального давления. Если же разные слои жидкости или газа движутся друг относительно друга, то, помимо этих обычных сил давления , между ними начинают действовать еще силы вязкого трения, стремящиеся затормозить их относительное движение. Такая ситуация возникает, например, при пролете через жидкость или газ какого-нибудь тела, которое вовлекает в свое движение прилегающие к нему слои вещества. При обтекании жидкостью или газом различных препятствий или при их движении по трубам, когда тормозятся слои, прилегающие к неподвижным предметам. И так далее. [c.190]

Рассмотрим ламинарное слоистое движение вязкой жидкости около неподвижной твердой стенки. На самой стенке скорость жидкости равна нулю, а вблизи стенки жидкость подтормаживается под действием сил вязкости. Эта область течения вязкой жидкости, расположенная около обтекаемого тела, называется пограничным слоем. Вне пограничного слоя влияние вязкости обычно проявляется слабо и картина течения близка к той, которую дает теория идеальной жидкости. Поэтому для теоретического исследования течения вязких жидкостей все иоле течения можно разбить на две области на область пограничного слоя вблизи стенки, где следует учитывать силы трения, и на область течения вне пограничного слоя, в которой можно пренебречь силами трения и поэтому применять закономерности теории идеальной жидкости. Следовательно, пограничный слой представляет собой такую область течения вязкой жидкости, в которой величины сил трения и инерции имеют одинаковый порядок. На основании этого можно оценить толщину пограничного слоя. [c.279]

В ламинарном потоке жидкости возмущения движения возникают на омываемой жидкостью твердой стенке и сосредотачиваются вблизи последней они распространяются в условиях действия силы вязкости и поэтому могут быть названы вязкими возмущениями. [c.413]

Левый столбец относится к маловязким жидкостям, правый — к вязким. Характерными особенностями движения пузырей при этих условиях являются пульсации их формы под действием сил поверхностного натяжения из-за переменной кривизны межфазной поверхности, существование значительной зоны отрыва потока в кормовой части поверхности пузыря и винтовая (или зигзагообразная) траектория их всплытия (см. рис. 5.7). В области 4 скорость всплытия почти не изменяется с изменением линейного размера пузыря. Этот экспериментальный факт послужил обоснованием приближенной эмпирической формулы, структура которой легко может быть получена с помощью анализа размерностей. Условие Re > 1 позволяет полагать, что скорость всплытия пузырей в области 4 определяется действием сил/ , / и/д, т.е. может быть описана некоторой функциональной зависимостью чисел Во и We. Вид этой зависимости можно найти из условия Ф f l). Записав, в частности, Во - We , мы избавимся от линейного размера в соотношении для скорости всплытия и получим [c.208]

При движении вязкой жидкости вдоль твердой поверхности в непосредственной близости от нее образуется слой, в пределах которого интенсивность действия сил вязкости велика н соизмерима с интенсивностью действия сил инерции и гидродинамического давления. Влияние вязкости приводит к тому, что внутри рассматриваемого слоя скорость резко меняется от нуля (условие прилипания ) до значения скорости набегающего на тело невозмущенного потока. Эта область течения называется пограничным слоем. За пределами пограничного слоя влияние вязкости пренебрежимо мало, поэтому невозмущенный поток можно считать безвихревым. [c.229]

Тогда по аналогии с определением толщины вытеснения можно сказать, что толщина потери импульса характеризует ту часть количества движения вязкой жидкости, которая теряется в пограничном слое толщиной б из-за тормозящего действия сил трения в пределах слоя. [c.233]

Принцип действия механической форсунки основан на использовании центробежного движения жидкости для распыливания. Завихренная жидкость выходит из форсунки через центральное отверстие в виде расширяющегося полого конуса, образованного тонкой пленкой. Толщина пленки по мере удаления от форсунки постепенно уменьшается. На некотором расстоянии в пленке образуется разрыв, а затем, под действием сил поверхностного натяжения и сопротивления вязкой газовой среды, — отдельные капли. Для придания жидкости в камере форсунки вращательного движения и обеспечения необходимого распыливания мазут насосом подается в форсунку под давлением 20—35 бар. Механические форсунки применяют в основном для котлов, где требуется большая производительность форсунки по топливу. [c.122]

Поэтому коэффициенты 1/ j можно трактовать как жесткости этих пружин. Наконец, последний член лагранжиана можно рассматривать как потенциал, вызванный движущими силами = Qj, не зависящими от координат, например гравитационными силами. (Силы могут, однако, зависеть от времени.) Что касается диссипативной функции (2.38), то ее можно считать вызванной наличием диссипативных (вязких) сил, пропорциональных обобщенным скоростям. Такова вторая интерпретация уравнения (2.39) [или функций (2.37), (2.38)]. Согласно этой интерпретации уравнения (2.39) описывают сложную систему масс, связанных пружинами и движущихся в вязкой жидкости под действием внешних сил. Таким образом, мы описали движение двух различных физических систем посредством одного и того же лагранжиана. Отсюда следует, что все результаты и методы исследования, связанные с одной из этих систем, могут быть непосредственно применены и к другой. Так, например, для изучения рассмотренных выше электрических контуров был разработан целый ряд специальных методов, которые применимы и к соответствующим механическим системам. Таким путем было установлено много аналогий между электрическими и механическими или акустическими системами. В связи с этим термины, применяемые при описании электрических колебательных контуров (реактанс, реактивное сопротивление и т. д.), вполне допустимы и в теории механических колебательных систем ). [c.59]

Согласно П. Л. Капице [3-14],, при периодическом волновом движении пленки вязкой жидкости, стекающей по вертикальной поверхности под действием сил тяжести, [c.58]

Опыт показывает, что в потоках вязких жидкостей или газов около поверхности твердого тела или у границы двух потоков жидкости, движущихся с разными скоростями, действие сил вязкости в разных областях течения проявляется неодинаково. Оно проявляется заметно там, где возникают большие поперечные градиенты скорости и, как следствие, касательные напряжения велики. По мере увеличения расстояния от стенки действие сил вязкости ослабевает и становится исчезающе малым на сравнительно небольшом удалении, В обычных условиях течения скорость частиц жидкости относительно обтекаемой поверхности и на самой поверхности равна нулю с увеличением расстояния от стенки она быстро увеличивается, приближаясь к скорости внешнего потока О), где поперечные градиенты скорости практически равны нулю, а касательные напряжения, возникающие вследствие трения, пренебрежимо малы. Течение в области, удаленной от поверхности, можно считать совпадающим с потенциальным течением идеальной жидкости и применять к нему закономерности теории идеальной жидкости. Эту область называют потенциальным или внешним потоком. Тонкий слой жидкости, прилегающий к поверхности обтекаемого тела и заторможенный вследствие трения, называют динамическим пограничным слоем. В пределах пограничного слоя касательное напряжение от трения очень велико даже при малой вязкости жидкости, поскольку очень велик градиент скорости в направлении, перпендикулярном поверхности тела. Во внешнем потоке инерционные силы преобладают над силами вязкости, поэтому уравнения Навье—Стокса переходят в уравнения движения идеальной жидкости. [c.18]

В аналогичном направлении, приближающем систему к равновесному состоянию, действует сила тяжести. Под действием этих сил жидкие частицы смещаются и будут стремиться вернуться к равновесному положению. Однако по инерции они будут проходить положение равновесия и вновь испытывать действие восстанавливающих сил и т. д. На поверхности жидкости будут возникать волны. Основное отличие волнового режима течения, наступающего при Ке>30н-50, от ламинарного состоит в том, что при волновом режиме существенную роль в распределении скоростей по толщине пленки играют капиллярные силы, которые возникают при деформации поверхности. Величина их соизмерима с вязкими силами. На возникновение и особенно гашение волн сильное влияние оказывает наличие на поверхности жидкости поверхностно-активных веществ. Наиболее детальные теоретические и экспериментальные исследования волнового движения пленки были проведены П. Л. Капицей, В. Г. Левичем и другими авторами [Л. 73, 104]. [c.285]

Общее сопротивление движению ньютоновской жидкости (газа) можно рассматривать как сумму сил сопротивления 1) вязких, препятствующих безвихревому (ламинарному) движению жидкости 2) препятствующих изменению количества движения системы при возникновении в ней вторичных течений жидкости под действием каких-то внешних сил [c.33]

След возникает при обтекании некоторого тела вязкой жидкостью. Тело подтормаживает жидкость и уменьшает количество движения, переносимое потоком. Этот недостаток количества движения должен оставаться вдоль следа постоянным, так давление не изменяется и на след не действуют внешние силы. [c.193]

Со стороны основного потока на эту поверхность действует сила давления, параллельная стенке и пропорциональная где г — радиус цилиндра, а р — среднее статическое давление в ядре потока. Пренебрегая испарением, смешением и вязкими силами на граничной поверхности, запишем условие баланса между потоком количества движения впрыскиваемой жидкости, параллельным стенке, и силой давления [c.208]

Прямолинейно-параллельное движение при наличии свободной поверхности. Если слой вязкой жидкости постоянной толщины h течет под действием силы тяжести по плоскости, наклонной к горизонту под углом а, то распределение скорости имеет вид [c.40]

Первые работы Стокса, относяш,иеся главным образом к теоретической гидродинамике, выходили в Философских трудах Кембриджского университета. Для нас наиболее интересна его работа, в которой он линеаризовал общие уравнения движения вязкой несжимаемой жидкости и получил уравнения нестационарного ползущего течения. Эти уравнения он применил к расчету затухания колебаний маятника со сферическим грузом под действием сил сопротивления воздуха (1851 г.) [47]. Когда частота колебаний маятника приближается к нулю, он движется относительно воздуха с практически постоянной скоростью. Стокс развил в этой работе теорию сопротивления, испытываемого падающим телом сферической формы. Полученное им соотношение носит название формулы Стокса [формула (2.(3.3)]. Оказалось, что эта формула применима и к случаю осаждения всевозможных мелких частиц, скорость которых невелика. В математическом отношении предложенный Стоксом вывод этой формулы отличается элегантностью и приводится во многих учебниках гидродинамики. Он относится к таким случаям, когда частицы находятся достаточно далеко друг от друга, так что на движение каждой из них не влияет движение соседних частиц. Прожив долгую жизнь (он умер в возрасте 84 лет), Стокс прославил кембриджскую школу математической физики многими другими серьезными достижениями. [c.26]

Существует общее мнение, что при достаточно малых числах Рейнольдса величина силы, действующей на твердую частицу произвольной формы при обтекании ее потоком вязкой жидкости, прямо пропорциональна как вязкости жидкости, так и величине скорости свободного потока. Этот результат следует из элементарного анализа размерностей уравнений движения и граничных условий. Но рассмотрение, основанное на анализе размерности, не дает информации о связи между направлениями вектора скорости набегающего потока U и вектора гидродинамической силы F. Эти векторы в общем случае не параллельны, так как тело испытывает не только действие силы сопротивления, параллельной скорости набегающего потока, но и поперечных (подъемных) сил перпендикулярных набегающему потоку. Для частицы, падающей в гравитационном поле, влияние этих сил может вызвать дрейф частицы в боковом направлении. [c.184]

При движении тела в вязкой жидкости под действием внешней силы на него действует, вообще говоря, гидродинамический момент. В общем случае невозможно выбрать точку приложения силы так, чтобы момент относительно нее был равен нулю, и тем самым предотвратить тело от вращения при его поступательном движении ). Однако для тел, для которых Сд = О, такой точкой будет центр реакции. Действительно, как видно из (5.4.176), на такое тело, движущееся поступательно, при любой его ориентации не будет действовать гидродинамический момент относительно R. Следовательно, если линия действия массовых сил (например, силы тяжести), действующих на частицу, проходит через R, то внешний момент относительно этой точки будет равен нулю и при этом частица не будет стремиться повернуться относительно R. Возможные типы поведения таких частиц существенно проще типов движения любого другого класса частиц. [c.223]

Эти законы установлены в механике для любой системы материальных точек, между которыми действуют силы взаимодействия, попарно равные и противоположно направленные, вследствие чего главный вектор и главный момент внутренних сил равны нулю в любой момент движения. Оба этих закона справедливы как для идеальной, так и для вязкой жидкости. [c.67]

Понятие диссипированной энергии легло в основу установленного Гельмгольцем принципа минимума диссипированной энергии , справедливого для всякого медленного стационарного движения, допускающего отбрасывание инерционных членов в уравнениях движения несжимаемой вязкой жидкости, под действием консервативного поля объемных сил. [c.429]

Таким образом, действие сил сопротивления воздуха совершенно меняет всю картину свободного падения тел при падении в воздухе все тела движутся ускоренно только в начальный, не очень большой промежуток времени, а затем их движение становится равномерным. Такую картину возникновения стационарного равномерного движения можно увидеть, наблюдая за падением шарика в сосуде с какой-либо вязкой жидкостью (рис. 3.31). [c.168]

При некоторых движениях вязкой жидкости ее слои скользят один по другому, не перемешиваясь между собой. Такие движения называются ламинарными . Для исследования нескольких простых случаев ламинарного движения вполне достаточно соотношения (1). Одним из таких случаев является движение в прямолинейной трубе с круглым поперечным сечением. Выделим между сечениями трубы 1 и 2 жидкий цилиндр радиуса у (рис. 91). Пусть давление в сечении 1 равно рх, а в сечении 2 оно равно рг- Тогда на жидкий цилиндр действует сила (р1 -Р2) - [c.143]

Если ограничиться теми предпосылками, которые могут быть взяты только из одной науки — механики, то можно выделить две ветви гидродинамики 1) гидродинамику идеальной несжимаемой жидкости и 2) гидродинамику вязкой несжимаемой жидкости. Развитие исследований по каждой такой ветви происходило обособленно и различными путями. Такое различие развития указанных ветвей гидродинамики обусловлено многими причинами и прежде всего различием служебной роли в практике человека, которую играет, с одной стороны, давление жидкости, а с другой — внутреннее трение жидкости. Свойство жидкости оказывать давление на стенки как при равновесии, так и при движении позволяло и позволяет использовать это давление как для преодоления действия силы тяжести, так и для приведения в движение соответственных двигателей, механизмов и приборов. С такой полезной ролью давления [c.10]

Приводятся результаты анализа советских и зарубежных публикаций по вопросам движения тонких слоев вязкой жидкости под действием сил тяжести и примыкающего газового (парового) потока. По этому вопросу имеется весьма обширная и в определенной мере противоречивая опгаература. В связи с этим анализ и классификация имеющегося материала применительно к задачам расчета температурного режима и гидравлического сопротивления парогенерирующих каналов приобретает весьма важное значение. Результаты этой работы могут быть использованы при уточнении существующих рекомендаций по расчету гидравлики и теплообмена в элементах анергооборудования. Библ. — 217 назв., ил. — 29. [c.248]

В первой работе автор изучает поступательное движение niapa в вязкой жидкости под действием силы, зависягцей только от времени уравнение движения niapa имеет вид [c.154]

Если мы напип1ем уравнения плоского движения несжимаемой вязкой жидкости под действием сил, имеюгцих потенциал, то введение в них функции тока Ф дает нам [c.158]

Чтобы выяснить особегпюсти обтекания тела вязкой жидкостью, вернемся к уже рассмотренному случаю обтекания цилиндра невязкой жидкостью и посмотрим, какие изменения в эту картину должны внести силы вязкости. В набегающем потоке (рис. 326) картина будет такой же, как и при обтекании цилиндра невязкой жидкостью, т. е. аналогичная изображенной па рис, 324. Однако при дальнейшем течении жидкости от точки А к точкам А и А", вследствие действия сил вязкости в пограничном слое, частицы жидкости, идущие из области АА и АА", теряют скорость и приходят в области jB и С с меньшими скоростями, чем в случае отсутствия сил вязкости. Потеря скорости на участках АА и А А" приводит к тому, что поток, обтекающий цилиндр, не может проникнуть в области D D и D"D. В результате вблизй точек D и D" происходит отрыв потока от поверхности цилиндра. В этом и заключается существенное изменение картины обтекания цилиндра, вносимое силами вязкости. В отличие от невязкой жидкости, полное обтекание цилиндра вязкой жидкостью оказывается невозможным. Позади цилиндра образуется область, в которую потоки, обтекающие цилиндр, не проникают и в которой движение жидкостей носит совсем особый характер —возникают вихревые [c.547]

В этом случае нетрудно понять механический смысл влияния вязкости. Согласно гипотезе Ньютона [см. формулу (6)], жидкость как бы прилипает к стенкам и поэтому скорость граничнойструйки, примыкающей к стенке, равна нулю. Но уже на небольшом расстоянии от стенки она значительна (см., например, эпюру скорости по сечению трубы на рис. 64, а). Это и является причиной возникновения градиента скорости и, как результат, касательного напряжения т, которое, действуя на площадь жидкостного трения, создает силу сопротивления. Для преодоления этих сил требуется определенная затрата механической энергии жидкости. Поэтому в процессе движения вязкой жидкости запас ее механической энергии уменьшается. Обращаясь к схеме рис. 67, можно утверждать, что [c.117]

Получим уравнение подобия для теплоотдачи при свободном движении жидкости. Метод подобия используем в упрощенной форме, не проводя детального анализа системы дифференциальных уравнений конвективного теплообмена (см. 49, 50). При этом будем полагать, что движение среды в области динамического пограничного слоя осуществляется под действием двух сил архимедовой (движущая сила) и силы вязкого трения (сила сопротивления). Силами инерции пренебрегаем. [c.394]

При любом режиме движения частицы жидкости, непосредст- енно прилегающие к твердой поверхности, как бы прилипают к вй. В результате вблизи обтекаемой поверхности под действием сил вязкого трения образуется тонкий слой заторможенной жидкости, в пределах которого скорость жидкости изменяется от нуля а поверхности тела до скорости невозмущенного потока (вдали т тела). Этот слой заторможенной жидкости получил названиэ намического пограничного слоя. [c.196]

Скорость движения жидкости ю не зависит от г. Каждый элемент жидкости при установившемся движении будет двигаться с постоянной скоростью, без ускорения dvldt = 0, и поэтому сумма всех внешних сил, действующих на любой выделенный объем жидкости, будет равна нулю. Таким образом, силы вязких напряжений, действующие на границе каждого выделенного элемента жидкости, будут уравновешиваться силами давления, действующими на поверхности этого элемента. [c.239]

Пусть площадка А, находящаяся на расстоянии I от поверхности твердого тела, под действием силы Рх движется со скоростью Шзс (см. рис. 2-1) в вязкой среде. Жидкость (газовая смесь), находящаяся между площадкой и поверхностью тела, благодаря ганутреннему трению приходит в движение. На поверхности тела скорость равна Нулю, у поверхности движущейся площадки скорость жидкости равна скорости движения площадки. По направлению оси г распределение скорости х( ) происходит по линейному закону д тх г) 1дг= Ш l = oxisi. Тогда д тензор давления 9 для данного случая будет равен [c.42]

Сферическая частица, падающая под действием силы тяжести в вязкой жидкости, в конце концов начинает двигаться с постоянной скоростью, при которой действие силы тяжести уравновешивается гидродинамическими силами. Далее эта скорость будет называться установившейся скоростью падения Uoo- Это верно, конечно, независимо от того, достаточно ли медленно движениг или нет чтобы описываться уравнениями Стокса, хотя здесь внимание сосредоточено исключительно па последнем случае. Определение скорости перехода в это однородное движение из любого другого движения, например из состояния покоя, представляет собой нестационарную задачу. [c.146]

В этой главе будет рассмотрено поведение небольшого числа жестких частиц, медленно движущихся в вязкой жидкости под действием внешних сил, в частности силы тяжести. Частицы считаются находяпцимися достаточно близко друг от друга, так что имеет место их гидродинамическое взаимодействие. Предполагается также, что частицы достаточно удалены от ограничивающих жидкость стенок, так что окружающую их жидкость можно рассматривать как безграничную. Основное внимание сосредоточим преимущественно на ситуациях, когда жидкость на бесконечности покоится. Степень взаимодействия частиц зависит в общем случае от следующих параметров а) формы и размеров частиц б) расстояний между ними в) ориентаций частиц относительна друг друга г) ориентации каждой частицы относительно направления силы тяжести д) скоростей поступательного и вращательного движения частиц по отношению к жидкости на бесконечности. [c.271]

Кинч [22] также получил выражения для скорости каждой из двух сфер, медленно движущихся в вязкой жидкости под действием внешних сил. В некотором отношении его метод подобен методу Вакии, поскольку он, как и Вакия, также выражает решения для второй сферы непосредственно в координатах, связанных с центром первой сферы. Однако вместо сферических гармоник он использует представление решения через производные фундаментального решения. В результате получается бесконечная система уравнений, связывающих неизвестные константы, которая решается методом последовательных приближений. Для задач о движении сфер под действием сил, направленных соответственно вдоль и перпендикулярно линии центров, решение доведено до числовых значений. [c.309]

Общие уравнения гидродинамической теории фильтрации были проанализированы в 1889 г. Н. Е. Жуковским который заменил эффект вязкого тре- 73 ния в потоке эквивалентной ему объемной силой, определенной согласно закону Дарси. В результате гидродинамика вязкой жидкости в пористой среде была сведена к гидродинамике фиктивной идеальной жидкости при действии дополнительных пропорциональных скорости сил, направленных против движения. При этом общее уравнение движения (в пренебрежении инерционными членами) оказалось уравнением Лапласа. В качестве самостоятельного раздела гидродинамики теория движения грунтовых вод оформилась в трудах американского гидрогеолога Ч. Сликтера [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...