О силах, действующих в жидкости

Для количественной характеристики непрерывно распределенных сил необходимо ввести понятие о напряжении силы. Это понятие вводится различным образом для каждого вида сил, действующих в жидкости. [c.27]

В процессе конвективного теплообмена при течении жидкости в трубе речь идет о тепловом и гидродинамическом подобии. Если жидкость движется в трубе с заметной скоростью, то следует принимать во внимание три рода сил, действующих в жидкости силы инерции, вязкости и давления. Поскольку заданы скорость гюо и динамический коэффициент вязкости (х, то критерий подобия должен отражать соотношение между силами инерции и силами вязкости. Согласно 12-2 таким критерием является критерий Рейнольдса, который применительно к течению в трубе можно записать [c.243]

Пусть ось X совпадает с направлением полета и является осью симметрии двигателя спроектируем па ось х силы, действующие на двигатель и на поверхность выделенного контура. Так как силы давления в жидкости нормальны к поверхности, то проекции на ось х сил, действуюш их на боковые поверхности контура, обращаются в нуль. Поэтому уравнение Эйлера (см. [c.51]

Заметим, что уравнение (XV. 137) отличается от уравнения несжимаемого пограничного слоя на пластине в классической гидродинамике лишь членом т и, который представляет собой тормозящую силу, действующую на жидкость, втекающую в магнитное поле. Вследствие действия этой силы скорость жидкости на верхней границе пограничного слоя, т. е. при г/ = оо, изменяется по закону и = Uoo — (U x, — скорость, с которой жидкость входит в магнитное поле пластины). [c.442]

Одним и з оснований этого цилиндра служит часть криволинейной стенки АВСО, а другим — плоская фигура А В С О, мысленно вырезанная в жидкости, причем последняя фигура является проекцией первой на плоскость, перпендикулярную оси к Оу. Жидкость, заключенная внутри цилиндра, находится в равновесии. Следовательно, сумма всех сил, действующих на поверхности, ограничивающие цилиндр , равна нулю. Проектируя все силы на ось Оу, найдем, что реакции со стороны поверхностей АВСО и А В С П равны между собой, и следовательно, Ру — Р у (поскольку силы, действующие на боковую поверхность цилиндра , перпендикулярны к оси Оу). [c.43]

Судить о динамическом подобии двух систем (см. выше п. в ) путем измерения и сравнения между собой сил, действующих на эти системы, практически неудобно и даже невозможно. Вместе с тем легко видеть, что соотношение сил, действующих в натуре и на модели, может быть установлено косвенно по имеющимся масштабам длины, скорости и плотности жидкости, т. е. по соотношению величин, легко поддающихся измерению. [c.526]

Результаты и методы гидростатики имеют большое значение для многих практически важных задач. В гидростатике рассматриваются задачи о равновесии воды в океанах и воздуха в атмосфере задачи о силах, действующих со стороны жидкости на плавающие корабли, подводные лодки и аэростаты задачи об устойчивости судов, плавающих на поверхности воды, и множество других задач. [c.5]

С помощью формул для распределения гидростатического давления, например (1.7) или (1.9), легко рассчитать суммарные силы и моменты, действующие за счет гидростатических давлений на любые поверхности или их части, находящиеся в контакте с покоящейся жидкостью, например, на стенки сосудов, на плотины, на различного рода аппараты, находящиеся в воздухе и в воде, и т. п. Подчеркнем, что здесь речь идет о силах, действующих на тела, погруженные в жидкость, только за счет гидростатических давлений, тогда как общая сила, действующая на поверхность тела при движении жидкости, может зависеть и определяться не только гидростатическим давлением, которое, как будет показано ниже, в общем случае является только частью суммарного давления. [c.15]

Из уравнения импульсов в проекции на ось х (силы, действующие на жидкость со стороны дна, исключаются) найдем [c.59]

По теореме о моменте количества движения (которая применяется в случае круговой решетки вместо теоремы о количестве движения) изменение момента количества движения жидкого объема за единицу времени должно быть равно сумме моментов всех сил, действующих на жидкость в этом объеме. Применим эту теорему к потоку через круговую решетку. Обозначим через /И результирующий момент (относительно оси симметрии) сил давления жидкости на единицу длины всех лопаток и получим [c.105]

Вторая группа сил возникает при контакте частиц с поверхностью (вне контакта эти силы не могли бы существовать). Речь идет о капиллярных силах и силе электрического взаимодействия за счет двойного слоя в зоне контакта (см. 15 и 17), а также и о расклинивающем действии слоя жидкости между соприкасающимися телами (см. 26). [c.12]

Так как давление на поверхность тела определяет силы, дей-ствуюш,ие на тело со стороны потока, то анализ изменения давления поперек трубок тока позволяет сделать ряд полезных заключений о силах, действующих на тело, находящееся в потоке жидкости и газа. [c.368]

Парадокс Даламбера. Рассмотрим силу, которая действует на движущееся в жидкости твердое тело предполагается, что скорость твердого тела постоянна и жидкость на бесконечности покоится. Ясно, что эту задачу можно сформулировать и как задачу о силе, действующей на неподвижное тело в равномерном потоке. Если обозначить через и скорость набегающего потока, то в соответствии с формулой (22.2) [c.66]

С выводом этой простой линейной зависимости между функцией да-в ения и силовой функцией вопрос о распределении давления в жидкости, находящейся в равновесии под действием потенциальной силы, можно считать принципиально решенным. [c.23]

При равномерном движении сумма проекций на направление движения (на ось трубы) внешних сил, действующих на жидкость в выделенном отсеке, должна быть [c.144]

Введение понятия о вихревом слое дает ключ к объяснению возникновения вихрей в жидкости. По теореме Лагранжа (см. 3 этой главы), если в начальный момент времени в идеальной жидкости не было вихрей, то их не будет во все время движения. В действительности же мы видим, что при условиях, близких к условиям теоремы Лагранжа (постоянство плотности, малая вязкость жидкости, наличие потенциала у действующих сил), вихри в жидкости возникают. Если допустить, что на поверхности тела, обтекаемого жидкостью, образуется вихревой слой, то не трудно представить себе, что при неустойчивости этого слоя от него могут отрываться вихри, как это часто имеет место в действительности при движении тела в жидкости. [c.205]

Пусть крыло помещено в поток сжимаемой жидкости, бегущей параллельно оси Ох со скоростью > а. Предположим, что крыло имеет острую переднюю кромку (поместим на ней начало коордииат О) (рис. 39) и острую заднюю кромку (точка Р). Проекции на оси Ох и Оу сил, действующих на крыло, делённые на величину дТ, где д = p V /2, а Т— хорда крыла, т. е. длина ОР, обозначим через Сх и С . [c.88]

В большинстве турбулентных течений, встречающихся на практике (как в природных условиях, так и в технических устройствах), основной массовой силой, действующей на жидкость и производящей работу, является сила тяжести. При этом, направив ось Охг вертикально вверх, мы можем положить Х = — ё б/з, где — ускорение свободного падения, а У г — компоненты ускоре- [c.351]

Резюмируя все сказанное о силах, действующих на частицу жидкости, и принимая во внимание уравнение неразрывности, запишем первые четыре уравнения гидромеханики сжимаемой жидкости в виде [c.182]

Представления о движении молекул в жидкости, высказанные впервые Френкелем [1], находят применение в ячеечных теориях жидкости. Сумма по состояниям рассчитывается для модели, согласно которой каждая частица в жидкости движется в некоторой ячейке, созданной ближайшими к ней другими молекулами. Возможны другие модификации этой модели учет корреляции в движении молекул в разных ячейках, учет свободных мест в решетке, в основном в ближней координационной сфере, различные способы расчета самосогласованного поля, действующего на молекулу в ячейке. Однако существующие ячеечные теории не дают надежного способа расчета структуры жидкости, т. е. радиальной функции распределения на основе знания лишь молекулярных сил и общих принципов статистической механики. Имеющиеся способы расчета функции р(г) в рамках теории ячеек основаны на предположении, что в жидкости сохраняется кристаллическая решетка твердого тела. [c.87]

Кроме того, важнейшей целью механики сплошной среды является установление общих свойств и законов движения деформируемых тел. В дальнейшем мы познакомимся с рядом законов о силах, действующих со стороны жидкости на движущиеся внутри нее тела установим связь между давлением и скоростью, которая имеет место для ряда важных и довольно широких классов движений выясним связь между внешними нагрузками и возникающими при этом деформациями и т. п. [c.14]

Большую роль в развитии аэродинамики крыльев сыграли работы В. В. Голубева, М. В. Келдыша, М. А. Лаврентьева, Л. И. Седова. Эти работы содержали полное и строгое решение задачи о силах, действующих на профиль крыла в безвихревом потоке невязкой несжимаемой жидкости, являлись основными источниками, помогавшими осваивать аэродинамику и пользоваться ее результатами для практических целей. [c.286]

Количественный показатель такого напряжения может быть выражен различными способами. Чаще всего для этого используется поверхностное натяжение 0, которое определяется как сила, действующая в плоскости поверхности, в расчете на единицу длины. Согласно этому определению, можно представить обратимый изотермический процесс, при котором площадь поверхности А жидкости увеличивается вследствие ее растяжения и создаются условия для перехода молекул из объема жидкости в пограничный слой. Дифференциальная обратимая работа будет равна а/с1А в этом случае а — поверхностная энергия Гиббса в расчете на единицу площади поверхности. Поскольку равновесные системы стремятся обладать минимумом свободной энергии (при постоянных температуре и давлении), произведение аЛ также стремится к минимуму. При фиксированном значении о равновесным является состояние, при котором площадь поверхности жидкости минимальна в соответствии с ограничениями системы. [c.513]

Выясним пока в общих чертах, какова природа сил, действующих в жидкой среде. Следует сразу же отметить одиу важную есобенность этих сил по сравнению с силами, с которыми приходится иметь дело в механике твердого тела. Эта особенность заключается в том, что в жидкости, вследствие большой подвижности частиц и слабости связей между ними, могут действовать только непрерывно распределенные силы. Как уже указывалось ранее, жидкую среду мы представляем себе сплошной, непрерывно заполняющей занимаемое ею пространство. В соответствии с гипотезой о непрерывности среды мы будем представлять себе, что поле сил, действующих в жидкости, также непрерывно. Таким образом, в механике жидкой среды мы совершенно не будем иметь дело с сосредоточенными силами. [c.27]

В самом деле, если на сечение щотТдейству-ет давление р - -Ар, а на пп—давление р , то величина проекции на ось трубопровода импульса внешних сил, действующего в течение промежутка времени Ai, будет равна ApwAi изменение же количества движения остановившегося слоя жидкости при этом будет равно (— рй)Д5Уо). Отсюда после сокращения на со найдем [c.136]

Для увеличения напряжений от действия массовых сил модель погрунеагот в тяжелую жидкость. При этом в модели возникают такие же сдвиговые напряжения, как от действия массовых сил. Аналогия между задачами о действии собственного веса и о погружении тела в жидкость была сформулирована С. Г. Гутманом [20]. Возможности этой аналогии обсуждались в ряде работ [35, 39, 87, 122, 123]. [c.62]

В 80—90-е годы появились работы Жуковского о движении тела в жидкости — проблема, которой до него занимались Пуассон, Стокс, Клебш, Томсон и Тэт, Кирхгоф и др. В работе О парадоксе Дюбуа (1891) Жуковский дал физическое объяснение зтому парадоксу. С точки зрения общих законов механики безразлично, движется ли тело в неподвижной жидкости, или тело неподвижно, а движется жидкость. Тем не менее Р, Дюбуа (1818— 1896) в 1879 г. экспериментально показал, что силы, действующие на тело в том и другом случаях, различны. Оказалось, что сопротивление неподвижной пластинки в жидкости, движущейся с некоторой скоростью, будет больше сопротивления, испытываемого пластинкой, движущейся с той же скоростью в неподвижной жидкости. Это расхождение Жуковский объяснил тем, что при движении реальной жидкости всегда возникают завихрения у стенок, на свободной поверхности и т. д. В подтверждение своего объяснения Жуковский сконструировал прибор, с помощью которого показал, что при отсутствии завихрений в жидкости давления в обоих случаях будут одинаковы. Заметим, что проблему движения твердого тела в жидкости в те же годы и позднее изучал также [c.268]

Этот же результат можно получить, применяя теорему о количестве движения к потоку вдоль плоской пластинки. Пусть пластинка имеет длину I и ширину Ь скорость течения пусть равна ги и, наконец, толщина пограничного слоя пусть приближенно равна 6 (рис. 93). Тогда масса, входящая за одну секунду в пограничный слой, будет пропорциональна величине рЬбгю. Эта масса, вступающая в пограничный слой со скоростью ги, теряет здесь некоторую долю своей скорости, что приводит к соответствующей потере количества движения, которая будет пропорциональна величине рЬби) . Изменение количества движения должно быть равно силе, действующей на жидкость вследствие трения около стенки. Эта сила, согласно равенству (1), пропорциональна 1Ь-р , следовательно, [c.153]

Особо важный вклад в понимание кавитации внес лорд Рэлей, опубликовавший в 1917 г. статью О давлении, развивающемся в жидкости при схлопывании сферической каверны [43]. Рэлей использовал предложенную Безантом в 1859 г. постановку задачи о пустой полости в однородной жидкости при постоянном давлении на бесконечности [2] Бесконечно большая масса однородной несжимаемой жидкости, на которую не действуют силы, находится в состоянии покоя. Жидкость внутри некоторой сферической поверхности мгновенно исчезает. Требуется найти мгновенное изменение давления в любой точке жидкости и время заполнения полости, полагая, что давление на бесконечности остается постоянным . Рэлей решил эту задачу с помощью уравнения энергии способом, отличным от более раннего решения Безанта, который использовал уравнения неразрывности и количества движения непосредственно. Однако Безант не развил свое решение и не применил его для исследования кавитации, как это сделал Рэлей. Сначала Рэлей вывел выражение для скорости и на произвольном радиальном расстоянии от центра каверны г, где г>7 (Я — радиус каверны). Через 11 обозначалась скорость поверхности каверны в момент времени t. В случае сферической симметрии радиальное течение безвихревое, его потенциал и скорость определяются выражениями [c.124]

Мы обращае.м внимание читателя на общность первой теоремы Гельм-гольца о вихрях, вытекающую из ее чисто кинематического характера. Эта теорема верна вне зависимости от тех сил, которые действуют в жидкости. Между те.м в курсах аэродинамики ее зачастую излагают лишь ирнменитсльно к движению так называемой идеальной, т. е. лишенной сил трения, жидкости, вследствие чего создается неправильное нредставление о действительных свойствах вихрей. [c.236]

Теория капиллярности исходит иа представления о силах, действующих между молекулами лишь на чрезвычайно малых расстояниях г с увеличением г эти силы быстро убывают, практически обращаясь в О при расстояниях й, где б—т. н. радиус сферы молекулярных взаимодействий. Легко показать, что й есть одновременно и толщина поверхностного слоя, т. е. того слоя у поверхности жидкости, молекулы к-рого, втягиваясь внутрь лежащей под ними жидкостью, обусловливают внутреннее давление. Поверхностное натяжение а и есть работа извлечения из внутренних частей жидкости в поверхностный слой 71 числа молекул, необходимого для образования нового 1 см поверхности. Эксперим/ен-тальные данные показывают с очевидностью, что толщина поверхностного слоя, а следовательно, и радиус сферы действия совпада- [c.474]

Зависимости для напряжений поверхностных сил в жидкости были получены здесь путем обобщения закономерностей, связывающих напряжения и деформации в твердых телах, на случай жидкой среды, обладающей свойством упругост-и и вязкости, Этк же зависимости можно получить исходя из ряда гипотетических представлений о молекулярных силах, действующих в самой жидкости (см. [2. 7]). [c.104]

В большинстве турбулентных течений, встречающйхся на практике (как в природных условиях, так и в технических устройствах), основной массовой силой, действующей на жидкость и производящей работу, является сила тяжести. При этом, направив ось Охз вертикально вверх, мы можем полож ггь Xi = = Yi — g6i3, где g — ускорение силы тяжести, а Kj — компоненты ускорения других массовых сил. Но ускорение силы тяжести обычно значительно больше, чем индивидуальное ускорение час- [c.340]

Роль момента кориолисо-вых сил инерции в создании напора. Рассмотрим течение жидкости внутри радиального колеса в относительном движении. В этом случае к объемным силам, действующим на жидкость, будут относиться силы массы жидкости, а также силы инерции от переносного (центробежного) и корио-лисова ускорения. Момент от центробежных сил и момент сил массы равны нулю, так как направления сил проходят через ось вращения колеса. [c.148]

Сила, действующая на жидкость, содержащуюся в объеме с/У, состоит из двух частей. Первую часть, которую принято называть массовой силой и которая вызывается некоторым полем сил, таким как гравитационное, о значим Р рс1У, где р — плотность жидкости. Вторая часть вызывается суммарным действием на этот объем жидкости внутренних напряжений оц (1, / = 1, 2, 3). Так, например, вклад в нее за счет нормальных напряжений ац (рис. 4.1) составляет [c.96]

Можно также показать, что в случае а) б е звихревого (потенциального) движения идеальной жидкости и б) объемных сил, действующих на жидкость, имеющих потенциал, величина А, о которой говорили выше, является одинаковой для всех линий тока, образующих поток >li = = Лд == - Б этом случае урамежие (3-60) оказывается справедливым для всей области, занятой жидкостью, а не только для опреяеленной линии тока. [c.78]

Силы, действующие на поршень показаны на рис. 3.24 и 3.25. Сила давления Fp, действуя со стороны жидкости в цилинд])с прм-гкимает поршень к статору. Реакция статора F направлена но нормали к его поверхности к центру О. Ее составляющая но оси цилиндра уравновешивает силу давления /"р, а боковая составляю-п ая Ft уравновешивается реакцией стенки цилиндра и образует момент Мт.ц относительно оси О. Сумма Л/п, л насосе преодолевается моментом двигателя, а в гидромоторе преодолевает момент сопротивления приводимой машины. [c.313]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...