Сопротивление тел в жидкости

Сопротивление тел в жидкостях с очень лалой вязкостью. [c.135]

Т. о. общее сопротивление тела в жидкости состоит из сопротивления, обусловленного [c.437]

Когда нужно подчеркнуть, что при движении жидкости или газа или движении твердых тел в жидкости и газе необходимо учитывать силы трения и сопротивления среды, жидкость или газ называют вязкой средой. [c.194]

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]

При движении тела в жидкости или газе на него действует сила Р, которая в общем случае направлена под некоторым углом к направлению движения. Эту силу можно разложить на две составляющие силу лобового сопротивления Рд, направленную вдоль потока, и подъемную силу Рп, перпендикулярную ему (рис. 118). [c.150]

В 1880 г. Д. И. Менделеев опубликовал работу О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании , в которой были высказаны важные положения о механизме сопротивления движению тел в жидкости и даны основные представления о пограничном слое. В XX в. эта работа получила большое развитие. [c.8]

Несмотря на то что идеальной жидкости в действительности не существует, многие теоретические решения, полученные в предположении идеальности жидкости, имеют большое практическое значение. Пригодность модели идеальной жидкости для многих задач обтекания тел объясняется прежде всего тем, что идеальная жидкость сохраняет основные свойства реальных жидкостей (непрерывность, или сплошность). Кроме того, при обтекании хорошо обтекаемых тел (крыла самолета, ракеты, лопатки турбины и пр.) влияние вязкости на распределение давления по поверхности этих тел сказывается лишь в очень слабой степени. Однако влияние вязкости оказывает решающее значение при подсчете сопротивлений тел в движущейся жидкости. [c.86]

В общем случае сопротивление при обтекании твердого тела потоком жидкости или при движении твердого тела в жидкости представляет собой сумму сопротивления трения и сопротивления давления (сопротивления формы). Неравномерность распределения давления по поверхности тела, неустановившийся характер движения в области отрывного течения сильно ограничивают круг задач, поддающихся аналитическому решению. [c.257]

Несмотря на то, что вывод об отсутствии сопротивления для тел, движущихся в жидкости с постоянной скоростью, на первый взгляд резко расходится с опытом, можно усмотреть его соответствие опыту, если обратить внимание на то что для данной скорости набегающего потока и фиксированного объема тела в опытах можно добиваться путем придания телу обтекаемой формы (рис. 41) очень значительного снижения силы сопротивления. Обтекаемость внешней формы тела необходима для обеспечения непрерывности обтекающего потока, для обеспечения отсутствия срывов линий тока с поверхности тела, аналогичных срывам, наблюдающимся при обтекании, представленном на рис. 40. За счет обтекаемости формы тела можно снижать сопротивление тела в сотни раз по сравнению с сопротивлением такого плохо обтекаемого тела, как шар. Однако полного исчезновения сопротивления для тел, [c.73]

Сопротивление движению твердого тела в жидкости [c.27]

Рис. 8. Сопротивление при движении твердого тела в жидкости

Существенный вклад в развитие авиационной науки и техники в России внесли труды Д. И. Менделеева. От изучения свойств иаров и газов он перешел к проблемам воздухоплавания, а затем к задачам аэродинамики. В 1880 г. Менделеев опубликовал монографию О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании [32], где были проанализированы важнейшие работы по вопросам сопротивления движению тел в жидкостях и газах. Менделеев показал, что существующие гидродинамические теории и модели не адекватны аэродинамическим процессам н явлениям. Для построения научной базы конструирования летательных аппаратов необходимо было широкое экспериментирование. Эти выводы Менделеева имели большое значение для создания в России специальных аэродинамических лабораторий и строительства аэродинамических труб. [c.284]

В основу предлагаемого способа положен принцип возникновения сопротивления при перемещении тел в жидкости. Рабочий орган с установленными на нем лопатками помещается в жидкость. Форма лопаток представляет собой трехгранную призму, благодаря чему при перемещении в жидкости возникают две составляющих нагрузки — касательная Рк — вдоль направления перемещения, и нормальная Рм — к направлению перемещения. Соотношение между ними зависит от угла а при вершине призмы, а абсолютное значение — от величины лобовой площади S. [c.150]

СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ И ГАЗА [c.64]

В подавляющем большинстве практически важных случаев течения жидкости и газа носят неупорядоченный, случайный характер, сопровождаются трехмерными пульсациями скорости и каскадом вихрей самых различных размеров. Такие движения называют турбулентными, и познание закономерностей таких движений является одной из основных (если не самой важной) задач современной гидрогазодинамики. По турбулентным течениям к настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал, позволяющий для многих случаев с достаточной точностью решать задачи о сопротивлении тел в потоке и задачи тепломассообмена. Однако до сих пор не существует замкнутой системы уравнений турбулентного течения даже для потока несжимаемой жидкости. [c.12]

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]

В 15-4 и 15-5 обсуждалось сопротивление тел в потоке несжимаемой жидкости большой пли бесконечной протяженности. В этих условиях безразмерные коэффициенты сил зависят только от геометрии тела и числа Рейнольдса. В этом параграфе будет сохранено условие несжимаемости и будут рассмотрены силы, действующие на тела, движущиеся вблизи или по поверхности раздела двух жидкостей с различными плотностями, В таких случаях энергия тратится еще и на генерацию волновых движений поверхности раздела. Тем самым сила тяжести влияет на поле течения и на силу сопротивления и подъемную силу, действующие па тело. А если сила тяжести влияет на поле течения, то, как указывалось в 15-1, в качестве дополнительного безразмерного параметра необходимо привлекать число Фруда. [c.424]

При движении тела в жидкости и газе со скоростью, превышающей некоторый предел, силы, препятствующие движению тела (силы сопротивления), приобретают иную природу они также по-иному зависят от скорости движения, формы и размеров тела. [c.90]

Таким образом, Эйлер формулирует основной тезис гидродинамики идеальной жидкости. Этот вывод сделан в процессе определения величины силы воздействия потока в канале на равномерно движущееся в нем твердое тело. Эйлер указывает, что ненулевое сопротивление тел в реальной жидкости появляется за счет срыва струй. Для уменьшения сопротивления Эйлер предложил заострять корму корабля. [c.185]

Условия излучения энергии упругим телом в жидкость существенно улучшаются, если излучающее тело колеблется на резонансной частоте. Так, например, внутреннее сопротивление свободно колеблющегося на резонансе полуволнового стержня, как генератора механической энергии, падает во столько раз, сколько составляет добротность никелевого стержня. Добротность может достигать l- 5 10 так что сопротивление полуволнового вибратора из никеля, приведенное к пучности колебаний, составит всего 1- -5-10 г/с 1см 2. Это даже много меньше, чем волновое сопротивление воды, так чю эффективная нагрузка магнитострикционного излучателя жидкостью легко осуществляется. Согласование при излучении в воздух даже при высокой добротности на резонансе оказывается плохим. [c.172]

Прежде чем перейти к анализу картины обтекания и выяснению причин изменения силы лобового сопротивления в зависимости от скорости, сделаем несколько замечаний относительно силы сопротивления тела в идеальной жидкости (жидкости, лишенной вязкости) В этом случае поток будет плавно обтекать гладкое тело, такое, как, например, шар, и трубки тока расположатся совершенно симметрично относительно шара. [c.383]

Таким образом, можно различать три причины возникновения лобового сопротивления тела в вязкой жидкости а) касательные силы вязкости, б) перераспределение давления из-за отрыва потока, в) колебания давления из-за вихреобразования за телом. [c.386]

Однако это не так, и причиной тому является различие граничных условий для уравнений Эйлера и Навье-Стокса. Граничное условие непроницаемости в схеме невязкой жидкости приводит к ряду парадоксов — например, к отсутствию сопротивления при движении тела В жидкости (о таких парадоксах пойдет речь в гл. V), [c.38]

Даламбер (1717—1783) исследовал сопротивление тел в потоке, открыл парадокс, названный его именем, и ввел принцип сохранения массы в жидкости (уравнение неразрывности). [c.7]

Напротив, если при движении тела в жидкости трение играет основную роль, как, например, при движении пластинок в своей плоскости, то следует ожидать значительного отклонения от указанной выше пропорциональности (см. 15). При очень небольших скоростях, когда К мало по сравнению с единицей, приходится учитывать только влияние вязкости. В этом случае имеет место уже упомянутый в 3 закон Стокса (сопротивление пропорционально скорости V). Закону Стокса также можно придать форму уравнения (78), если ввести коэффициент сопротивления с, пропорциональный [c.242]

При ускоренном движении тела в жидкости без трения сопротивление возникает, однако это сопротивление такого рода, как если бы масса тела увеличилась на величину массы жидкости, увлекаемой телом при своем движении. Для шара величина такой присоединенной массы равна половине массы жидкости, вытесняемой шаром. Так как при возникновении движения из состояния покоя вначале образуется всегда приближенно потенциальное течение, то понятие о присоединенной массе имеет значение и для реальных жидкостей. [c.247]

Равенство нулю сопротивления тела, равномерно движущегося в жидкости без трения, можно вывести также из энергетических соображений. В самом деле, при отсутствии трения работа, необходимая для преодоления сопротивления, может накапливаться в жидкости только в виде кинетической энергии. Между тем при потенциальном течении, когда жидкость позади равномерно движущегося тела так же смыкается, как расступается впереди него, за телом не остается никакого возмущения течения, в котором могла бы накапливаться кинетическая энергия. Следовательно, при таком движении не может быть и сопротивления. Однако могут быть и такие случаи движения в жидкости без трения, когда позади тела в жидкости остается кинетическая энергия и, следовательно, возникает сопротивление. Одним из таких случаев является движение крыла самолета, упомянутое в 13, п. Ь) подробно это движение будет рассмотрено в 17 и 18 при изложении теории крыла самолета. Возникновение подъемной силы без продолжающегося накопления в жидкости кинетической энергии не противоречит закону сохранения энергии, так как подъемная сила перпендикулярна к пути тела в жидкости и поэтому при установившемся движении для ее сохранения не требуется никакой затраты работы. Вопрос о возникновении подъемной силы был нами уже рассмотрен в 11 предыдущей главы. [c.247]

Впервые уравнения движения жидкости в пограничном слое, ставшие основой теории сопротивления тел в жидкости, были получены Прандтлем в 1904 г. Необходимо отметить, что следовало также решить вопрос и о граничных условиях на стенке, т. е. ответить на вопрос, равна относительная скорость жидкости на стенке нулю, или жидкость скользит вдоль стенки. Жуковский и Прандтль здесь были единодушны и приняли гипотезу полного прилипания жидкости к стенке. Последующие опыты подтвердили эту точку зрения, а сама идея о пограничном слое получила плодотворное развитие в последующих работах Прандтля, а также в работах Кармана, Блазиуса, Польгаузена, Шлихтинга, Толмина и др. Большой вклад в теорию пограничного слоя внесли советские ученые Л. Г. Лойцянский, А. П. Мельников, К. К. Федяевский, А. А. Дородницпн, Н. Е. Кочин, Е. М. Минский, Г. И. Петров, В. В. Струминский и др. [c.12]

Последующие научные работы по гидравлике появились лишь в XVI и XVII веках. Наиболее крупные из них Леонардо да Винчи (1452—1519) — в области плавания тел, движения жидкости по трубам и открытым руслам С. Стевина (1548—1620) — законы давления жидкости на дно и стенки сосуда Г. Галилея (1564—1642) — в области равновесия и движения тел в жидкости Э. Торичелли (1608—1647)—по истечению жидкости через отверстия Б. Паскаля (1623—1662) — о передаче давления жидкости (закон Паскаля) И. Ньютона (1642—1727)—о внутреннем трении в жидкости (закон Ньютона) и сопротивлении тел при движении в жидкости. [c.4]

В конце XIX и начале XX века существенный вклад в развитие гидравлики внесли русские ученые и инженеры Н. П. Петров (1836—1920) разработал гидродинамическую теорию смазки и теоретически обосновал гипотезу Ньютона Н. Е. Жуковский (1849— 1921) создал теорию гидравлического удара, теорию крыла и исследовал многие другие вопросы механики жидкости, он же явился основателем известного всему миру Центрального аэрогидродина-мического института (ЦАРИ), носящего его имя Д. И. Менделеев (1834—1907) опубликовал в 1880 г. работу О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании , в которой были высказаны важные положения о механизме сопротивления движению тела в жидкости и даны основные представления о пограничном слое. Теория пограничного слоя, являющаяся одной из основополагающей при изучении турбулентных потоков в трубах и обтекании тела жидкостью, в XX веке получила большое развитие в трудах многих ученых (Л. Прандтль, Л. Г. Лойцянский). [c.5]

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]

R действительности тело при своём движении в жидкости или газе всегда испытывает сопротивление. Противоречие между действительностью и содержанием Д.—3. п. объясняется том, что в реальной среде не выполняются те предположения, из к-рых строится доказательство парадокса. При движении тела в жидкости всегда проявляется вя.экость жидкости, образуются вихри (в особенности позади тела) и возЕтикают HOB pxHO TJ разрыва скорости. Эти термодниамическп необратимые процессы и вызывают сопротивление движению тела со стороны жидкости. [c.556]

Пограничный слой. Сопротивление тел в потоке жидкости и газа. .. 64 1-14-1. Ламинарный пограничный слой (64). 1-14-2. Уравнение имгпульсов в дифференциальной форме (65). 1-14-3. Ламинарный пограничный слой при больших скоростях (66). 1-14-4. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный (67). 1-14-5. Турбулентный пограничный слой (67). 1-14-6. Влияние начальной турбулентности на характеристики пограничного слоя (71). 1-14-7. Сравнение ламинарного и турбулентного пограничных слоев (71) 1-14-8. Аэродинамические коэффициенты (73). 1-14-9. Сопротивление плохо обтекаемых тел (73) [c.7]

Даламберу (наряду с Д. Бернулли и Эйлером) принадлежат основополагающие работы по гидромеханике, следствием которых были обобщающие работы Лагранжа по механике идеальной жидкости. В 1744 г. выходит сочинение Даламбера Трактат о равновесии движения жидкостей , в котором он применяет свой принцип к разнообразным вопросам движения жидкостей в трубах и сосудах. Даламбер исследовал также законы сопротивления при двин ении тел в жидкости. Процесс образования вихрей и разреженности за движущимся телом он объяснил вязкостью жидкости и ее трением о поверхность обтекаемого тела. В этом же сочинении Даламбер (почти одновременно с Эйлером) выдвинул положение об отсутствии сопротивления телу, движущемуся равномерно и прямолинейно в покоящейся идеальной жидкости (так называемый парад01кс Эйлера—Даламбера). Этот факт доказывается математически как для сжимаемой, так и для несжимаемой жидкости. В действительности же тело при своем движении в жидкости или газе всегда испытывает сопротивление. Это объясняется тем, что в реальной среде не выполняются предположения, на которых построено доказательство парадокса, т. е. всегда проявляются и вязкость, и вихри, в результате чего возникает поверхность разрыва скоростей. Все это вызывает сопротивление жидкости движению тела со стороны жидкости. [c.198]

Даламбер занимался и эксиерхгмептальным исследованием сопротивления движению тел в жидкости в связи с запросами кораблестроения. В 1775—1777 гг. он вместе с А. Кондорсе (1743—1794) и Ш. Боссю (1730—1814) провел серию опытов над сопротивлением плавающих тел в безграничной жидкости и узких каналах. [c.199]

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]

В Москве к началу советского периода сформировалась научная школа в области гидромехаштки и аэромеханики во главе с Н. Е. Жуковским. Этот замечательный ученый на закате своего жизненного пути имел многих выдающихся учеников и последователей, разрабатывавших такие актуальные проблемы механики жидкостех , как теоретические и экспериментальные методы определения сопротивления и подъемной силы при движении твердого тела в жидкости и вихревая теория гребного винта. Самым видным представителем школы Жуковского был С. А. Чаплыгин. В этой школе выросли и крупные теоретики, такие, как А. И. Некрасов (1883—1957), [c.280]

Рассмотрим вначале сплошные среды. Уравнения, описывающие поведение сплошных сред, приведены в 2. Здесь мы несколько конкретизируем представления о функциях 7 и С. Функция У определяет косвенно верхнюю границу упругой энергии Wy дистор-спи. Если твердое тело нагревать либо при постоянном давлении, либо при постоянном объеме, то на линии плавления в переменных V, Е упругая энергия дисторсии должна исчезнуть. Следовательно, на линии, плавления 7 должна обратиться в нуль (более точно, стать несоизмеримо меньше, чем в твердом теле). Это значит, что в общем случае должно быть 7 = 7(7, Е). Такая зависимость, кроме того, позволяет описать упрочнение вещества при повышении давления. Сопротивление сдвигу в жидкости также несоизмеримо меньше, чем в твердом теле. Следовательно, при приближении к линии плавления С должна стремиться, к нулю значит, как и 7, О, должна зависеть от 7 и . Из уравнений (2.188) — (2.194) следует, что при приближении к линии плавления, когда, р 0.5, должно быть / [c.242]

Существенную роль в построении теории сопротивления движению тел в жидкости или в воздухе у Ньютона играл эксперимент. Во второй книге Начал описываются 13 опытов, проведенных с шарами, падающими в сосуд с водой, а также опыты физиков этого времени Ф. Гоуксби и Ж. Деза-гюлье с падением шаров в воздухе. [c.184]

Труды Ж. Даламбера по гидродинамике начали появляться почти одновременно с гидродинамическими исследованиями Эйлера. Сочинение Даламбера 1744 г. Трактат о равдовесии движения жидкостей по словам автора, пронизан стремлением соединитБ геометрию (математику, а точнее, аналитические методы) с физикой (результатами опытов). Даламбер занимался экспериментальными исследованиями сопротивления движению тел в жидкости в связи с запросами кораблестроения. Его подход ко всем задачам механики системы и, в частности, к вопросам гидромеханики базируется на основной идее, выраженной в его знаменитом принципе, согласно которому законы динамики могут быть представлены в форме уравнений статики. В упомянутом трактате этот метод применяется к разнообразным тонким вопросам движения жидкости в трубах или сосудах. Даламбер исследовал законы сопротивления при движении тел в жидкостях и указал интегрируемый в квадратурах случай. Процесс образования вихрей и разреженности за движущимся телом он объяснял вязкостью жидкости и ее трением о новерх-186 ность обтекаемого тела. [c.186]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...