Стокса давлений

Существенное замечание следует сделать в отношении таких случаев, когда плотность среды допустимо считать постоянной. Тогда в уравнении Навье—Стокса давление оказывается входящим только под знаком производной по координате, и его абсолютная величина теряет значение его можно отсчитывать от любого [c.94]

Краткий анализ. В уравнении Навье-Стокса давление р представлено как среднеарифметическая величина из трех проекций (1.14), однако, как указано в работе [20], такое представление давления является [c.88]

Вязкость ньютоновских жидкостей определяется уравнением (1-9.4) как половина коэффициента пропорциональности в зависимости, связывающей тензор напряжений т с тензором растяжения D. Уравнение (1-9.4) предполагает, что компоненты тензора напряжений должны быть пропорциональны соответствующим компонентам тензора растяжений для любого заданного участка течения. Одним из хорошо известных следствий уравнений Навье — Стокса (уравнение. (1-9.8)) является закон Хагена — Пуазейля, связывающий объемный расход Q в стационарном прямолинейном течении жидкости по длинной круглой трубе с градиентом давления в осевом направлении [c.55]

Для нахождения давления в жидкости при стационарном стоксовом течении можно воспользоваться уравнением Навье— Стокса (1. 3. 16) [c.21]

Даже в случае медленных течений распространение решения Стокса на произвольное множество сферических частиц связано со значительными трудностями. В работе [585] выполнено широкое исследование потерь давления и осаждения в псевдоожиженных слоях (гл. 9). Характер движения в псевдоожиженном слое таков, что данные по потерям давления в этом слое могут быть использованы для определения коэффициента сопротивления множества твердых частиц. [c.204]

Граничные условия для уравнений Навье—Стокса также могут быть весьма разнообразными. Например, в задаче об обтекании вязкой жидкостью или газом поверхности произвольной формы обычно задаются граничные условия первого рода, причем на границе необходимо задавать значения компонент вектора скорости, плотность и давление. [c.11]

В рассматриваемом случае должны выполняться уравнения Навье— Стокса (1.2). Формулы (3.7) и уравнение (3.32) показывают равенство нулю величин Дщ и Дг . Отсюда следует, что давление в этих течениях, как и кинематические переменные, не зависит от числа Рейнольдса. [c.198]

Далее, рассмотрим стационарное течение жидкости между двумя неподвижными параллельными плоскостями при наличии градиента давления. Координаты выбираем, как в предыдущем случае ось л направлена по направлению движения жидкости. Уравнения Навье — Стокса дают (скорость зависит, очевидно, только от координаты у) [c.80]

Из параметров, характеризующих самую жидкость, в гидродинамические уравнения (уравнение Навье — Стокса) входит только кинематическая вязкость v = ii/p неизвестными же функциями, которые должны быть определены решением уравнений, являются при этом скорость V и отношение р/р давления р к постоянной р. Кроме того, течение жидкости зависит посредством граничных условий от формы и размеров движущегося в жидкости тела и от его скорости. Поскольку форма тела считается заданной, то его геометрические свойства определяются всего одним каким-нибудь линейным размером, который мы обозначим посредством I. Скорость же натекающего потока пусть будет и. [c.87]

Первое из приведенных равенств содержит проекции сил инерции, стоящие в левой части уравнений Навье — Стокса, второе — сил объемных, третье — сил гидродинамического давления и четвертое — сил трения, сгруппированных в правой части уравнений Навье — Стокса. [c.77]

В отличие от ламинарного течения, для которого связь между коэффициентом сопротивления (или перепадом давления) и расходом жидкости определяется теоретически из решения уравнений Навье — Стокса, при турбулентном режиме такая связь может быть найдена только в том случае, если профиль скорости известен из эксперимента. Как уже указывалось в 4, профиль скорости в пограничном слое на плоской пластине при Ri= 10 —10 (Ra=2- 10 —10 ) хорошо описывается степенной формулой с показателем 1/7, которая в выбранной системе координат имеет вид [c.351]

Уравнения Эйлера, Навье — Стокса и Рейнольдса дают связь между параметрами движущейся среды в каждой точке пространства, занятого жидкостью. Чтобы описать движение конечной массы жидкости, нужно получить решение этих уравнений, т. е. решить общую задачу гидромеханики. Вследствие математических трудностей это удается сделать далеко не во всех случаях. Между тем есть немало технических задач, в которых не требуется знать скорости и давления во всех точках жидкости, а достаточно определить некоторые интегральные величины, например силы воздействия потока на ограничивающие твердые поверхности или обтекаемые тела. [c.109]

Для решения разнообразных задач о движении вязких жидкостей иногда удобно использовать специальные формы уравнений Навье—Стокса, например уравнение Гельмгольца, которое не содержит давления, а включает в себя только кинематические величины вихрь Q и скорость и. Чтобы получить это уравнение, учтем следующее векторное тождество, справедливое для любого вектора а [c.290]

Рассмотрим общую схему применения численного метода сеток к расчету плоского неустановившегося течения вязкой несжимаемой жидкости. В качестве исходных можно использовать как уравнения (5.10) Навье—Стокса в проекциях, так и их преобразованную форму [(8.4) и (8.5)] для плоских течений. Уравнения (8.4) и (8.5) обладают тем преимуществом, что не содержат давления и имеют две искомые функции гр и 2. Для построения численного метода уравнение (8.5) переноса вихря удобно использовать в консервативной или дивергентной форме [c.318]

Для описания поля давлений можно использовать исходные уравнения Навье—Стокса, которые в безразмерных переменных имеют вид [c.324]

Потери напора на начальном участке строго не подчиняются формуле Пуазейля, ибо здесь не выполняется основная предпосылка о прямолинейности линий тока. Расчет этих потерь может быть выполнен методами непосредственного решения уравнений Навье—Стокса или методами теории пограничного слоя, излагаемой в гл. 8. Для ориентировочной оценки падения давления на начальном участке трубы можно в первом приближении принять, что потери на трение определяются формулой Пуазейля. Тогда уравнение Бернулли, составленное для сечений О—О и 2—2 (см. рис, 69), дает [c.167]

Возмущенные значения скорости и давления также пропорциональны множителю Q p ikx - /со О- Описание возмущенного движения осуществляется на основе полных уравнений Навье—Стокса при сохранении во всех соотношениях тех членов, в которые возмущенные величины входят лишь в первой степени (отсюда название линейная теория ). С точностью до линейных по возмущениям величин записываются и граничные условия на стенке и свободной поверхности пленки. Последние учитывают действие силы поверхностного натяжения (из-за искривления поверхности). Предполагается также, что трение на свободной поверхности пленки равно нулю. Линейная теория описывает полностью (с точностью до абсолютного значения амплитуд возмущенных величин) возникающее движение и позволяет установить значение частот со при известных волновых числах к и остальных параметрах задачи. Исследование этой зависимости и составляет центральную задачу линейной теории устойчивости. [c.166]

Равнодействующая нормальных напряжений в направлении оси д , которая здесь в отличие от задачи Стокса не равна равнодействующей сил давления, находится интегрированием по поверхности [c.213]

Для выяснения условий, при соблюдении которых уравнения движения будут одинаковы, или движения подобны, напишем уравнения Стокса (III.41) для случая плоского потока в безразмерном виде. В качестве масштаба длины выберем какой-либо характерный размер тела I (хорда крыла, диаметр или радиус трубы и др.), а в качестве масштабов скоростей, давлений, плотностей, температур и пр. — их характерные значения (на бесконечности, средние по объемным, массовым расходам и пр.). [c.226]

Итак, разбивая исследуемый поток жидкости на две области (пограничный слой и внешний поток) и делая перечисленные выше допущения, получим возможность описать течение в каждой из областей более простыми уравнениями, чем уравнения Навье —Стокса. Решая уравнение Эйлера, для внешнего потока найдем распределение скорости Wy на внешней границе пограничного слоя. Отметим, что распределение давления вдоль пограничного слоя р =f(х) считается заданным-. Давление по толщине пограничного слоя, т. е. вдоль оси у, принимается постоянным и равным давлению на его внешней границе (обоснование дано ниже в 7.1). Результаты решения для внешнего потока принимаются за граничные условия на внешней кромке пограничного слоя. Эти граничные условия используются при решении уравнений динамического пограничного слоя. [c.104]

Это обстоятельство хорошо иллюстрировать на примере задачи о движении тела в несжимаемой жидкости. Легко видеть, что подробно изученные раньше поля скоростей и давлений, возникающие при решениях задач о потенциальном обтекании тел несжимаемой жидкостью, являются также точными решениями уравнений Навье — Стокса. Это очевидно непосредственно, так как для потенциальных движений несжимаемой жидкости верны равенства [c.253]

Однако для очень вязких жидкостей капиллярные вискозиметры неудобны, так как требуют либо чрезмерно большой затраты времени на производство измерений, либо применения очень высоких давлений. В ряде случаев для вязких жидкостей удобен метод, основанный на измерении скорости падения твердых шариков п использовании закона Стокса — (формулы (9) и (12). [c.52]

Уравнение Навье-Стокса даёт связь между градиентом давления, скоростью, массовыми силами и вязкостью для движущейся жидкости [c.391]

Для мелких капелек, движущихся с небольшой относительной скоростью, задача сводится к рассмотрению медленного стационарного обтекания шара. При таком обтекании главное значение имеют силы трения и давления, и для коэффициента сопротивления можно пользоваться решением Стокса [c.53]

Найдем выражение критерия Стокса при помощи скорости витания. Полагая в уравнении (4-11) ускорение равным нулю и пренебрегая силой давления, получаем [c.146]

Расчеты показывают, что при реализуемых степен51х закрутки потока в вихревой камере поверхностная сила пренебрежимо мала по сравнению с центробежной силой и силой Стокса. Тогда с учетом радиального фадиента давления и изменения кинематических параметров по радиусу запишем изменение равнодействующей сил, действующих на каплю, в дифференциальном виде [c.385]

Здесь Р — давление в потоке идеальной жидкости, движущейся со скоростью V. Отметим, что функции V (г) и Р (г) удовлетворяют уравненнял неразрывности (1. 3. 5) и Навье—Стокса (1.. 3. 4) [c.41]

Уравнение неразрывности в переменных Эйлера divpV = 0, где р — постоянная плотность, V — вектор скорости с составляющими и, v, w, в силу (2.4), (2.5) удовлетворено. Уравнение Навье—Стокса, если ввести в рассмотрение давление р, имеет вид [c.185]

Отметим, что все решения с ш = onst, удовлетворяющие системе уравнений (3.1)-(3.4), являются в то же время решениями уравнений Стокса (3.1), (3.2), (3.4), и давление в приближении Стокса в этом случае постоянно. Одновременно эти решения являются решениями системы уравнений гидродинамики идеальной жидкости (3.1)-(3.3), а в последних трех приведенных здесь примерах выполняются условия прилипания этой идеальной жидкости, соответственно, на параболе, эллипсе и на ветви гиперболы. [c.197]

Наконец, рассмотрим стационарное течение жидкости по трубе произвольного сечения (одинакового вдоль всей длины трубы). Ось трубы выберем в качестве оси х. Очевидно, что скорость V жидкости направлена везде по оси х и является функцией только от у и 2. Уравнение непрерывности удовлетворяется тождественно, а г/- и г-компоненты уравнения Навье — Стокса дают опять dpjdy = dpjdz = О, т. е. давление постоянно вдоль сечения трубы, л-компонента уравнения (15,7) дает [c.81]

Что же касается жидкостей, то и здесь условие малости поглощения выполняется всегда, когда вообще имеет смысл задача о поглощении звука в той постановке, о которой здесь шла речь. Поглощение (на длине волны) может стать большим, лишь если силы вязких напряжений сравнимы с силами давления, возникающими при сжатии вещества. Но в таких условиях становится неприменимым уже самое уравнение Навьс — Стокса (с не зависящими от частоты коэффициентами вязкости) и возникает существенная, связанная с процессами внутреннего трения дисперсия звука ). [c.425]

До сих пор широко испол1.зуются в практике инженерных расчетов измерение давления (напоров) в технических атмосферах (ат), метрах водяного и миллиметрах ртутного столба (м вод. ст. и мм рт. ст.), из уерение температуры в градусах Цельсия (°С), динамической 1 язкости в пуазах (П) и кинематической в стоксах (Ст), раСоты и энергии в киловатт-часах (кВт-ч). Соотношения между наиболее употребительными единицами применяемых систем измерения приведены в тексте и приложении. [c.12]

При выводе уравнений Навье—Стокса не делалось каких-либо предположений о режиме движения. Поскольку свойство вязкости присуще реальным жидкостям независимо от режима их движения и при переходе от ламинарного течения к турбулентному другие физические свойства не изменяются, можно предполагать, что обобщенная гипотеза Ньютона, а значит и опирающиеся на нее уравнения Навье—Стокса, справедливы как при ламинарном, так и при турбулентном движении жидкости. Однако в последнем случае использовать уравнения Навье—Стокса для получения каких-либо прикладных решений практически невозможно. Входящие в них мгновенные скорости и давление при турбулентных режимах являются пульсирующими величинами. Даже если бы эти параметры удалось найти путем решения уравнений Навье—Стокса, что представляет крайне трудную задачу, то использовать эти мгновенные значения величин в практических целях было бы весьма затруднительно. Поэтому для турбулентного режима ставится задача отыскания усредненных во времени скоростей и давлений. Эти усредненные величины сами могут оказаться зависящими или независящими от времени. В первом случае турбулентнсе течение считается неустановившимся, а во втором — установившимся. - [c.96]

Прежде чем перейти к изучению турбулентного потока в трубе, рассмотрим установившееся движение жидкости вдоль безграничной пластинки. Расположим ось координат так, чтобы ось х была направлена вдоль пластинки, а ось у— по нормали (рис. XI.7). Будем полагать, что v = w = О, а составляющая скорости зависит только от у. Вначале рассмотрим ламинарное движение. Так как давление во всей области можносчитать постоянным, то уравнение Стокса для этого случая будет иметь вид [c.267]

Кроме того, при изменении числа Ре меняется положение точки отрыва пограничного слоя и его структура. До тех пор пока пограничный слой остается ламинарным (10<Ре<10 ), точка отрыва находится в лобовой части сферы (рис. 5.22, о). В диапазоне изменения числа Рейнольдса приблизительно 10 <Ре<10 ламинарный пограничный слой постепенно переходит в турбулентный и точка отрыва смещается в кормовую область сферы (рис. 5.22,6). В этом диапазоне чисел Ре сопротивление (по сравнению с законом Стокса) увеличивается за счет возрастающего действия разности давления перед шаром и за ним. Интенсивность увеличения сопротивления давления возрастает, кривая зависимости с = =/(Ре) приближается к горизонтали. Полный переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный происходит резко при числах Ре = Рекр Ю . В этом случае угол между симметричными точками отрыва принимает минимальное значение 110—120° и величина области отрывного течения также становится наименьшей (рис. 5.22, в). Сопротивление при этом резко уменьшается такое явление называют кризисом сопротивления. [c.259]

Рассмотрим установившееся ламинарное течение вязкой несжимаемой жидкости в цилиндрической трубе, поперечное сечение которой совпадает с поперечным сечением стержня. Как известно (см. 20 гл. VIII), если направить ось z вдоль оси трубы и обозначить через w скорость установившегося течения жидкости в трубе под действием постоянного заданного перепада давлений dpidz, то из уравнений Навье — Стокса получается следующее уравнение для определения скорости [c.372]

В постановке и решении ряда задач аэродинамики, в частности для схематизации движения воздуха и его действия на тела, немаловажную роль ыграли различные гидродинамические модели [26] При этом большую роль сыграли ударная теория сопротивления И. Ньютона (1686 г.), теория идеальной несжимаемой жидкости, разработанная Д. Бернулли (1738 г.) л Л. Эйлером (1769 г.), теория вязкой несжимаемой жидкости, созданная А. Навье (1822 г.) и Дж. Г. Стоксом (1845 г.), теория струйного обтекания тел, развитая Г. Гельмгольцем (1868 г.), Г. Кирхгофом (1869 г.), а в дальнейшем Рэлеем (1876 г.), Д. К. Бобылевым (1881 г.), Н. Е. Жуковским (1890 г.), Дж. Мичеллом (1890 г.), А. Лявом (1891 г.). Особое значение для становления аэродинамики имели работы Г. Гельмгольца, заложившего основы теории вихревого движения жидкости (1858 г.). В начале XIX в. появились понятия подъемной силы (Дж. Кейли) и центра давления. Дж. Кейли впервые попытался сформулировать основную задачу расчета полета аппарата тяжелее воздуха как определение размеров несуш,ей поверхности для заданной подъемной силы [27, с. 8]. В его статье О воздушном плавании (1809 г.) предложена схема работы плоского крыла в потоке воздуха, установлена связь между углом атаки, подъемной силой и сопротивлением, отмечена роль профиля крыла и хвостового оперения в обеспечении продольной устойчивости летательного аппарата я т. п. [28]. Кейли также занимался экспериментами на ротативной маши-де. Однако его исследования не были замечены современниками и не получили практического использования. [c.283]

Пред1полож1и м, что е данном случае движение частиц подчиняется закону Стокса (Re <С 1,5) тогда Дшг О и w = wr и,, таким образом, давление потока на частицу будет отсутствовать. Сила тяжести очень мала по сравнению с центробежной силой и ею можно пренебречь. Предположим также, что и действием поперечной силы, направленной обратно центробежной, также можно пренебречь. Если далее предположить, что частица имеет сферическую форму и неизменные размеры, а также не меняется форма вращающегося потока и равномерность распределения в нем пыли, то можно аписать уравнение, исходя из того, что центробежная сила, под действием которой частица движется в радиальном направлении, должна быть равна силе сопротивления среды [уравнение (90)] [c.392]

Выше была исследована устойчивость регулятора давления в предположении идеальной жидкссти, текущей в трубопроводе. В настоящем параграфе мы исследуем влияние вязкости протекающей жидкости на устойчивость регулятора. Ввиду сложности уравнений Навье-Стокса, мы будем учитывать вязкость по формулам гидравлики. Для простоты рассмотрим регулятор давления без демпфера, стоящий в конце трубы при горизонтальной характеристике насоса (б о = 0). [c.206]

Следует особое внимание обращать на плотность пара. Траектории на рис. 15 относились к потоку пара с давлением выше атмосферного. В области вакуума предельный радиус капель, касающихся стенок в том же канале, при прочих равных условиях был бы значительно меньше. Это ясно из уравнений (III.1) и (III.2), вкото-рых величина А содержит отношение q/ . Указанное влияние плотности относится к области достаточно больших чисел Рейнольдса. Движение капель, коэффициент сопротивления которых определяется по формуле Стокса, не зависит от плотности пара. Приближенное аналитическое решение задачи было предложено X. X. Циглером [74]. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...