Относительное движение тела и жидкости

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА И ЖИДКОСТИ [c.227]

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА И ЖИДКОСТИ 1. Основные явления при обтекании тел потоком [c.155]

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА И ЖИДКОСТИ [c.156]

Сила сопротивления давления зависит от формы и размеров тела, пропорциональна плотности жидкости и квадрату скорости относительного движения тела и жидкости. Умными словами, сопротивление давления пропорционально скоростному напору (1.6.3.6°). [c.104]

Относительное движение тела и жидкости возможно как при движении тела в покоящейся жидкости, так п при обтекании жидкостью неподвижного тела. В первом случае тело встречает со стороны жидкости сопротивление, для преодоления которого необходима некоторая сила. Во втором случае, наоборот, тело оказывает сопротивление движению жидкости, на преодоление которого затрачивается часть энергии потока обтекающей жидкости. [c.43]

Полная сила сопротивления, которая возникает при относительном движении тела и жидкости, складывается из равнодействующей элементарных сил трения, направленных по касательной к поверхности обтекаемого тела, и силы давления, являющейся следствием разности давлений на переднюю и заднюю поверхности тела. При движении тела по свободной поверхности жидкости возможно также волновое сопротивление тела. [c.43]

Сопротивления при относительном движении тела и жидкости [c.49]

Относительное движение тела и жидкости характеризует два качественно подобных случая обтекание неподвижного тела потоком жидкости или движение тела в неподвижной жидкости. Такое движение относится к внешней задаче гидродинамики, основой которой является определение силы сопротивления жидкости движению тела в ней, или силы давления потока жидкости на неподвижное тело. [c.49]

При относительном перемещении тела и жидкости наблюдаемая картина обтекания зависит от того, к какой системе координат отнести движение жидкости. Если систему координат связать с телом, т. е. установить объектив недвижно по отношению к нему, то получается привычная картина с четкими контурами тела и сплошными [c.337]

Простое преобразование координат, с помощью которого осуществляется переход от движущегося тела к неподвижному, невозможно, если имеется ускорение в относительном движении тела и основной массы жидкости, поскольку гидродинамические явления зависят от ускорения. В этом случае возникают дополнительные массовые силы и различные явления, происходящие в реальном течении, например, нарастание пограничного слоя и его отрыв, зависят от времени. [c.652]

V — относительная скорость движения тела и жидкости. Полное сопротивление, оказываемое жидкостью движущемуся в ней телу, условно можно разбить на две части сопротивление трения и сопротивление давления. [c.192]

Тангенциальные силы возникают не только между поверхностями твердых тел, но и между соприкасающимися поверхностями твердого тела и жидкости (или твердого тела и газа) при движении жидкости (или газа) относительно твердого тела. Покоящаяся жидкость или газ может действовать на твердое тело только с силой, нормальной к повер-ности соприкосновения. Между тем в случае твердых тел тангенциальные силы могут возникать и между неподвижными телами. [c.193]

Характер зависимости от скорости для сил трения между двумя твердыми телами и сил трения между твердым телом и жидкостью (или газом) оказывается совершенно различным. Наиболее существенным в этом различии является совершенно разное поведение тех и других сил при малых скоростях. Именно, в случае соприкосновения твердых тел, как бы ни была мала скорость их относительного движения, силы трения всегда имеют конечную величину и сохраняют конечную величину, когда относительная скорость движения падает до нуля. В случае же соприкосновения твердого тела с жидкостью или газом силы трения и сопротивление среды с уменьшением скорости также уменьшаются и падают до нуля, когда скорость тела относительно среды падает до нуля. [c.195]

Силы жидкого трения (как силы трения, так и сопротивление среды) возникают при движении твердого тела в жидкости или газе, причем эти силы зависят от относительной скорости тела и среды и растут со скоростью сначала медленно, а затем быстро. Зависимость силы жидкого трения f от относительной скорости и выглядит примерно так, как показано на рис. 95. При малых относительных скоростях v зависимость силы трения от скорости можно выразить линейным законом [c.196]

Изучая движение тел в жидкостях и газах, часто пользуются обратимостью движения, вытекающей из механического принципа относительности (см. 21). Это позволяет задачу об обтекании потоком неподвижного тела заменять обратной задачей о движении тела в неподвижной жидкости. [c.147]

При рассмотренных в предыдущей лекции движениях жидкости, простирающейся во всех направлениях в бесконечность, обусловленных движением твердого тела, мы предполагали движение тел заданным. Теперь мы будем заниматься задачей, как определить это движение, если даны силы, действующие на тело и жидкость. При этом относительно силы, действующей на жидкую частицу, мы будем предполагать, что она имеет однозначный потенциал, так как предположение о существовании потенциала скоростей, которое мы там приняли, мы удержим и здесь. [c.198]

При обтекании тела жидкостью возникают сила лобового сопротивления и подъемная сила, которые являются двумя составляющими результирующей динамической силы, действующей на тело со стороны жидкости. Силой лобового сопротивления (или сопротивлением движению) называют составляющую результирующей силы в направлении относительного движения жидкости перед телом, а подъемной силой — составляющую, перпендикулярную этому направлению. Различные аспекты теории сопротивления движению тел в жидкости уже были рассмотрены в предыдущих главах, где основное внимание уделялось таким задачам, которые могут быть исследованы аналитически. Основная цель этой главы состоит в том, чтобы пополнить приведенные выше сведения о сопротивлении при движении тел в жидкости, в частности, для ряда важных случаев, не поддающихся аналитическому рещению. Читатель получит также некоторое представление об обширной экспериментальной информации по аэродинамическим и гидродинамическим силам, действующим на симметричные и несимметричные тела. Будут рассмотрены некоторые эффекты, связанные с наличием поверхностей раздела и со сжимаемостью, а также нестационарные задачи. [c.391]

Трактовка эффекта Доплера существенно зависит от того, можно ли рассматривать лишь относительное движение источника и приемника (как для электромагнитных волн в вакууме) или же необходимо учитывать, кроме того, относительное движение волны и среды (например, акустические волны в газе, жидкости и твердом теле). [c.303]

Силы жидкого, или вязкого, трения возникают при движении тела в жидкости или газе, если относительная скорость движения не превосходит некоторого предела, зависящего от размера и формы тела, от состояния его поверхности, а также от свойства самой жидкости. [c.90]

Когда вязкая жидкость находится в соприкосновении с твердым телом, касательные скорости жидкости и тела в месте соприкосновения также должны быть одинаковы, о положение имеет характер физической гипотезы и выводится из опыта. Таким образом, в месте соприкосновения тела и жидкости относительное движение отсутствует. [c.534]

Необходимо заметить, что форма линий тока одного и того же потока, а также форма траекторий зависят от системы отсчета. Так, например, при движении тела в жидкости для наблюдателя, покоящегося относительно невозмущенной жидкости, линии тока и траектории будут совсем иными, чем для наблюдателя, движущегося вместе с телом. [c.51]

Остановимся конкретно на поступательном прямолинейном и равномерном движении сечения тела в идеальной жидкости. Будем рассматривать движение жидкости, окружающей сечение, по отношению к системе координат, жестко связанной с этим сечением. Тогда на основании галилеева принципа относительности классической механики можно задачу о поступательном прямолинейном и равномерном движении тела в жидкости, покоящейся в бесконечности, [c.90]

Движение твердых тел в жидкссти (обтекание жидкостью твердых тел) представляет одну из важнейших проблем гидромеханики. Основной задачей при этом является определение сил, которые возникают при относительном движении тела и жидкости. Тело, движущееся в жидкости, встречает со стороны последней сопротивление, для преодоления которого нужно приложить некоторую силу. Таким будет, например, сопротивление, которое встречает при своем движении самолет, автомобиль или поезд со стороны воздуха, корабль или подводная лодка со стороны воды. В случае когда тело пеюдвижно, а жидкость обтекает его, наоборот, тело оказывает сопротивление движению жидкости, на преодоление которого затрачивается часть энергии потока обтекающей жидкости. Примером этого является давление ветра на здание, обтеканиз мостового быка водой и т, п. [c.227]

Сопротивления давления и трения существуют чаще всего одновременно, и полное сопротивтепие f, которое возникает при относительном движении тела и жидкости, представляет o6o i сумму этих сопротивлений таким образом [c.228]

Сопроттмние трения обусловлено силами внутреннего трения (1.6.3.3" ), возникающими при значительных перепадах скоростей в пограничном слое. Эти силы зависят от формы и размеров тела, от вязких свойств жидкости и пропорциональны скорости относительного движения тела и жидкости. [c.103]

Треине в механике называют внутренним, если оно сопутствует и противодействует относительному движению одного и того же тела. Такое внутреннее трек1 е свойственно и реальным жидкост. Д и газам при отпосите.лыюм движении соседних слоев. [c.141]

В предыдущих параграфах этой главы рассмотрены случаи обтекания тел установившимся безвихревым потоком. Полученные результаты можно использовать для решения и обращенной задачи о движении тела с постоянной скоростью в безграничной покоящейся жидкости. Действительно, если требуется изучить закономерности движения тела в жидкости, то согласно принципу относительности Галилея—Ньютона иожно всей снстеие 38S [c.282]

В предыдущих параграфах этой главы рассмотрены случаи обтекания тел установившимся безвихревым потоком. Полученные результаты решают одновременно и обратную задачу о движении тела с постоянной скоростью в безграничной покоящейся жидкости. Действительно, если требуется изучить закономерности движения тела в жидкости, то согласно принципу относительности Галилея—Ньютона можно всей системе тело—жидкость сообщить скорость,равную по величине и направленную противоположно скорости тела при этом все силы и напряжения в жидкости останутся неизменными. Такое обращение задачи реализуется путем перехода от абсолютной системы координат к системе, связанной с двнл<ущимся телом. Получающееся в этом случае обтекание неподвижного тела изучать удобнее и проще. Однако прием обращения движения не облегчает задачи, если тело движется по криволинейной траектории или с переменной во времени скоростью, т. е. если движение жидкости в системе координат, связанной с телом, будет неустановившимся. Задача обтекания оказывается в этом случае не более простой, чем задача о движе- [c.317]

Рассмотрим теперь вопрос об относительном обтекании во-обш е подвижных тел ускоренным потоком несжимаемой жидкости. Во многих приложениях приходится иметь дело с движением тел в жидкости, которая на далеких от тела расстояниях находится в движении, обусловленном внешними обстоятельствами, механически не связанными с данным телом. Например, обтекание дирижаблей воздухом при порывистом ветре и.ли движение кораблей при наличии водяных течений, движение сравнительно небольших частиц — тел в сложных неуста-новивгаихся потоках воды и т. п. [c.209]

За пределами пограничного слоя толщиной бо скорость потока всюду одинакова и имеет величину uq. Н расстоянии, меньшем, чем бо, скорость движения жидкости снижается, но остается все же достаточно большой, и перенос вещества осуществляется так же, как и в объеме раствора, главным образом, за счет движения жидкости. И только в непосредственной близости от твердой поверхости находится тонкий слой толщиной б, в котором преобладающая доля вещества переносится молекулярной диффузией. Таким образом, основное сопротивление переносу растворенного вещества оказывает не весь пограничный слой, а только его небольшая часть толщиной б, так называемый диффузионный слой. В этом слое происходит основное изменение концентрации диффундирующего вещества. Толщина его тем меньше, чем больше скорость движения жидкости относительно твердого тела и чем меньше коэффициент диффузии и вязкость раствора. В общем случае толщина диффузионного слоя не одинакова в различных точках поверхности, что обусловлено различием в скоростях движения жидкости в различных точках. Так как величина б зависит от коэффициента диффузии вещества, то ири одновременной диффузии нескольких веществ для каждого из них характерна своя толщина диффузионного слоя. С практической точки зрения наиболее важной является зависимость б от интенсивности перемешивания (скорости движения жидкости относительно твердого тела). [c.76]

В этом параграфе мы рассмотрим осредненное по времени лобовое сопротивление тел, имеющих ось симметрии, параллельную направлению относительного движения тела в иевозмущенной жидкости. При этом осредненные характеристики сопротивления мы относим к постоянной (в среднем) скорости движения тела. В случае симметричных тел расположение линий тока осредненного по времени движения также обладает свойством симметрии относительно продольной оси тела. Поэтому и распределение напряжений на поверхности тела симметрично относительно направления движения, а осредненная поперечная (или подъемная) сила равна нулю. [c.399]

В этом разделе изучается влияние свойств тонкого поверхностного слоя на характеристики контактного взаимодействия при качении упругих тел, разделённых жидким смазочным материалом. Давление, возникающее в слое жидкости при относительном движении поверхностей, и толщина плёнки смазки в этом случае зависят от геометрии контакта и вязких свойств жидкости (гидродинамическая смазка), а также от упругих свойств взаимодействующих тел (эластогидродинамическая смазка). Теории гидродинамической и эластогидродинамической смазки изложены в монографиях [22, 60, 81, 162, 185]. Эти теории, базирующиеся на ньютоновской модели жидкости, удовлетворительно предсказывают толщину плёнки смазки в зазоре между телами. Однако при высоких давлениях и низких скоростях относительного проскальзывания наблюдается различие в предсказываемых теорией величинах силы трения и диссипации с наблюдаемыми в экспериментах. Для получения более достоверных результатов рассматривались модели, учитывающие эффект изменения вязкости от температуры и неньютоновское поведение жидкости при высоких давлениях (см. [190, 230]). [c.284]

В первой главе излагается общая теория движения тела и заключенных в нем жидких масс, пренебрегая трениелг и предполагая, что скорости жидкостей имеют потенциальные функции. При этом оказывается, что внутреннее движение жидкости вполне определяется по вращению тела и не зависит от его поступательного движения само асе движение тела совершается так, как будто бы жидкие массы были заменены эквивалентными твердыми телами. Массы эквивалентных тел равны массам жидкостей их центры тяжестей совпадают с центрами тяжестей жидких масс что же касается до их моментов инерции, то мы доказываем, что момент инерции эквивалентного тела относительно всякой оси, проходящей через его центр тяжести, менее момента инерции соответственной жидкой массы относительно той же оси. Если тело имеет многосвязные полости и находящимся в них жидким массам сообщено начальное движение, то, заменяя эти массы эквивалентными телами, мы должны еще присоединить к телу некоторый жироскоп, направление оси вращения и момент начального количества движения которого вполне определяются по главному моменту количеств движения жидких масс при покоящемся теле. Здесь в нашем изложении делается невозможным то сомнение, которое, по словам Неймана, возникало при его методе исследования ). Оканчивая первую главу, мы излагаем в сокращенной форме также и метод Неймана, хотя наше исследование ведется независимо от него. [c.154]

На рис. 67 схематически показано сечение лонасти. Предположим, что расстояние сечения лопасти от оси враш,ения г, угловая скорость винта и скорость поступательного движения (т. е. скорость полета) и. Тогда в нервом приближении по и II являются составляюгцнми относительной скорости между твердым телом и жидкостью. Таким образом, если мы рассматриваем сечение лопасти как профиль крыла, то можно рассчитать подъемную силу и сонротивление, действуюш,ие на сечение, и, разложив равнодействуюш,ую силу на составляющие в осевых и касательных нанравлениях, мы получаем влияние элемента [c.173]

Положение твердого тела и жидкости, - системы, обладающей бесконечным числом степеней свободы, относительно неподвижной системы координат 0 Х]Х2ХЗ, можно задать координатами тела д г = 1,Д2И абсолютными х, х2,хъ или относительными координатами Хи Хг, Хъ частиц жидкости, образующих континуум. Эти переменные удовлетворяют определенной системе уравнений движения. [c.183]

Из различных типов наперед заданного движения твердого те. З в последующем будет играть особую роль случай поступательного прямолинейного и равномерного движения тела в жидкости. Создаваемое им состояние движения жидкости будет, очевидно, установившимся, если рассматривать движение жидкости по отношению к осям, связанным с телом. Для расчета поля гидродинамических давлений мы можем на основании галилеевского принципа относительности классической механики принять в качестве основных неподвижных осей упомянутые выше оси, связанные с телом. Иначе говоря, мы можем задачу о поступательном прямолинейном и равномерном движен1 и тела в жидкости, которая покоится в бесконечности, свести к задаче об установившемся обтекании неподвижного тела безграничным потоком жидкости, бесконечно удаленные частицы которой имеют повсюду одинаковую по величине и направлению скорость. [c.238]

Высокочастотные возбуждения зависят от относительного движения решеток и других тел, находящихся в потоке, например крепежных элементов. Соответствующие силы связаны с неоднородностью потока и относительно просто находятся в квазистационарной постановке для потенциального обтекания решеток и других систем тел (Л. А. Дорфман, 1947 Г. Ю. Степанов, 1962 В. П. Вахомчик, 1962). Однако неоднородности в потенциальном потоке быстро затухают (для решеток как экспонента расстояния между ними) и, как правило, не могут быть основной причиной возбуждения. Главную роль играют вихревые следы в набегающем потоке форма и интенсивность которых определяются вязкостью жидкости и турбулентностью потока. В пределах решетки эти следы допустимо> рассматривать как вихревые неоднородности в потоке невязкой жидкости. При малой неоднородности определение ее влияния сводится известным образом, как в задаче о крыле в вихревом порыве , к учету дополнительной скорости деформации профиля в однородном потенциальном потоке (Г. С. Самойлович, 1961, 1962). При большой неоднородности и с учетом взаимодействия решеток эта задача очень сложна известны некоторые экспериментальные исследования в квазистационарной постановке и одномерные оценки сил по максимуму. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...