Элементы механики жидкостей

Содержание

Слайд 2

Содержание:

Содержание:

Слайд 3

1. Давление в жидкости и газе. Молекулы газа, двигаясь хаотически, почти

1. Давление в жидкости и газе.

Молекулы газа, двигаясь хаотически, почти

или вообще не связаны между собой силами взаимодействия, поэтому они движутся свободно и в результате соударений стремятся во все стороны, заполняя весь предоставленный им объем, т.е. объем газа определяется объемом того сосуда, который газ занимает.
Как и газ, жидкость принимает форму того сосуда, в котором находится, но среднее расстояние между молекулами остается практически постоянным, поэтому объем жидкости практически не меняется.
Слайд 4

Слайд 5

Свойства жидкостей и газов во многом отличаются, но в ряде механических

Свойства жидкостей и газов во многом отличаются, но в ряде

механических явлений их поведение описывается одинаковыми параметрами и идентичными уравнениями. 
Гидроаэромеханика - раздел механики, изучающий равновесие и движение жидкостей и газов, их взаимодействие с обтекаемыми ими твердыми телами, - использует единый подход к изучению жидкостей и газов.
Слайд 6

 

Слайд 7

Давление жидкости

Давление жидкости

Слайд 8

 

Слайд 9

Давление при равновесии жидкостей подчиняется закону Паскаля: давление, оказываемое внешними силами

Давление при равновесии жидкостей подчиняется закону Паскаля: давление, оказываемое внешними силами на

жидкость (или газ), передается по всем направлениям без изменений.
Слайд 10

Слайд 11

Гидростатическое давление

Гидростатическое давление

Слайд 12

Согласно полученной формуле, сила давления на нижние слои жидкости будет больше,

Согласно полученной формуле, сила давления на нижние слои жидкости будет больше,

чем на верхние, поэтому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, определяемая законом Архимеда.
Слайд 13

 

Слайд 14

Закон Архимеда

Закон Архимеда

 

Слайд 15

2. Уравнение неразрывности Идеальная жидкость - это абстрактная жидкость, не обладающая

2. Уравнение неразрывности

Идеальная жидкость - это абстрактная жидкость, не обладающая вязкостью, теплопроводностью,

способностью к электризации и намагничиванию ( приближение допустимо для маловязкой жидкости).
Течение жидкости называется стационарным, если вектор скорости в каждой точке пространства остается постоянным.
Графически движение жидкостей изображается с помощью линий тока.
Слайд 16

Линии тока жидкости - это линии, в каждой точке которых вектор

Линии тока жидкости - это линии, в каждой точке которых вектор скорости

частиц жидкости направлен по касательной.
Часть жидкости, ограниченная линиями тока, называется трубкой тока.
Слайд 17

 

Слайд 18

Уравнение неразрывности S1υ1 = S2υ2 или S∙υ = const - уравнение

Уравнение неразрывности

S1υ1 = S2υ2 или S∙υ = const - уравнение неразрывности струи или теорема Эйлера.
Произведение скорости течения несжимаемой

жидкости на поперечное сечение трубки тока есть величина постоянная для данной трубки тока.
Слайд 19

3.Уравнение Бернулли

3.Уравнение Бернулли

Слайд 20

 

Слайд 21

 

Слайд 22

 

Слайд 23

Уравнение Бернулли Сечения S1 и S2 были выбраны произвольно, поэтому можно

Уравнение Бернулли
Сечения S1 и S2 были выбраны произвольно, поэтому можно утверждать, что в любом сечении

трубки тока:
Для горизонтальной трубки тока (h1=h2) выражение принимает вид:
Слайд 24

Слайд 25

4. Вязкость (внутреннее трение) Вязкостью жидкостей и газов называется свойство их

4. Вязкость (внутреннее трение)

Вязкостью жидкостей и газов называется свойство их оказывать сопротивление

перемещению одних слоев относительно других.
Вязкость обусловлена возникновением сил внутреннего трения между слоями движущихся жидкостей и газов, имеющих электромагнитное происхождение.
Слайд 26

При пере­мещении одних слоев реальной жидкости относительно других возникают силы внутреннего

При пере­мещении одних слоев реальной жидкости относительно других возникают силы внутреннего

трения, направленные по ка­сательной к поверхности слоев. Действие этих сил проявляется в том, что со сторо­ны слоя, движущегося быстрее, на слой, движущийся медленнее, действует ускоря­ющая сила. Со стороны же слоя, движу­щегося медленнее, на слой, движущийся быстрее, действует тормозящая сила.
Слайд 27

модуль силы внутреннего трения. Градиент скорости показывает, как быстро меняется скорость


модуль силы внутреннего трения.
Градиент скорости  показывает, как быстро меняется скорость при переходе

от слоя к слою в направлении z, перпендикулярном направлению движения слоев.
Слайд 28

 

Слайд 29

Число Рейнольдса

Число Рейнольдса

 

Слайд 30

 

Слайд 31

5. Ламинарное течение В зависимости от скорости потока течение жидкости или

5. Ламинарное течение

В зависимости от скорости потока течение жидкости или газа

может быть ламинарным или турбулентным.
Ламинарное течение (лат. «ламина» - полоска) - течение, при котором жидкость или газ перемещаются слоями, параллельными направлению течения, причем это слои не перемешиваются друг с другом.
Ламинарное течение жидкости наблю­дается при небольших скоростях ее дви­жения. Внешний слой жидкости, примыка­ющий к поверхности трубы, в которой она течет, из-за сил молекулярного сцепления прилипает к ней и остается неподвижным. Скорости последующих слоев тем больше, чем больше их расстояние до поверхности трубы, и наибольшей скоростью обладает слой, движущийся вдоль оси трубы.
Слайд 32

6.Турбулентное течение Турбулентным называется течение, при котором в жидкости (или газе)

6.Турбулентное течение

Турбулентным называется течение, при котором в жидкости (или газе) образуются многочисленные

вихри различных размеров, вследствие чего давление, плотность и скорость течения непрерывно изменяется.
Турбулентное течение нестационарно, преобладает на практике.
При турбулентном течении частицы жидкости приобретают составляющие ско­ростей, перпендикулярные течению, поэто­му они могут переходить из одного слоя в другой. Скорость частиц жидкости быст­ро возрастает по мере удаления от по­верхности трубы, затем изменяется дово­льно незначительно.