Гидромеханика

  • 09 апр. 2012 г.
  • 1405 Слова
Содержание

Вопрос 7. Закон жидкостного трения Ньютона. 2
Вопрос 23. Гидравлический радиус. Смоченный периметр. 2
Вопрос 34. Виды гидравлических сопротивлений. 3
Вопрос 53. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке. Коэффициент сжатия струи. 4
Вопрос 54. Коэффициент скорости,
сжатия и расхода при истечении через отверстие. 5
Вопрос 65. Коэффициенты сопротивления давления итрения. 6
Задача 7. 7
Задача 12. 7
Задача 17. 8
Задача 24. 9
Задача 28. 9
Литература: 11


Вопрос 7. Закон жидкостного трения Ньютона.

Для правильной оценки гидравлических сопротивлений, возникающих при движении жидкости, необходимо, прежде всего, установить законы внутреннего трения жидкости и составить ясное представление о механизме самого движения. Основная причина внутреннеготрения — свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление касательным усилиям. Это свойство, называемое вязкостью, не может быть обнаружено при покое жидкости, так как оно проявляется только при ее движении.
Для выяснения физической сущности понятия вязкости рассмотрим следующую схему. Пусть (рис. 1) имеются две параллельные пластинки А и В, в пространстве между которыми заключена жидкость; нижняяпластинка пустьбудетнеподвижна,аверхняядвижется поступательно с некоторой постоянной скоростью v1. При этом, как показывает опыт, слои жидкости, непосредственно прилегающие к пластинкам (прилипшие слои), будут иметь одинаковые с ними скорости, т.е. слой, прилегающий к нижней пластинке А, будет находиться в покое, а слой, примыкающий к верхней пластинке В, будет двигаться со скоростью v1,промежуточные же слои жидкости будут скользить друг по другу, причем их скорости будут пропорциональны расстояниям от нижней пластинки. Если расстояние между пластинками обозначить через n, то скорость vy слоя жидкости, находящегося на расстоянии уот этой пластинки, будет, следовательно, .
Ньютоном было высказано предположение, впоследствии подтвержденное опытом, что силы сопротивления, возникающие при такомскольжении слоев, пропорциональны площади соприкасания слоев и скорости скольжения. Принимая площадь соприкасания равной единице, это положение можно записать в виде

где — сила сопротивления, отнесенная к единице площади, или напряжение трения;  — коэффициент пропорциональности, зависящий от рода жидкости и называемый коэффициентом абсолютной вязкости или просто абсолютной вязкостью жидкости.
Данная формулаи есть аналитическое выражение закона жидкостного трения Ньютона.

Вопрос 23. Гидравлический радиус. Смоченный периметр.
При изучении потоков жидкости вводится ряд понятий, характеризующих потоки с гидравлической и геометрической точек зрения. Такими понятиями являются: площадь живого сечения потока,смоченный периметр и гидравлический радиус.
Площадью живого сечения, или живым сечениемпотока, называется площадь сечения потока, проведенная нормально к направлению линий тока, т. е. нормально к направлению скоростей элементарных струек; обозначим эту площадь через F.В ряде случаев живые сечения потока, строго говоря, являются криволинейными. Так, в конически расходящейся трубе (рис. 1),когда поток состоит из ряда расходящихся элементарных струек, живое сечение представляет собойкриволинейную поверхность АВ. Однако если расхождение струек невелико (движение жидкости в этом случае называют медленно изменяющимся), то практически под живым сечением обычно понимают плоское сечение потока, нормальное к общему направлению движения жидкости, т. е. в рассматриваемом случае сечение А1В1, нормальное к оси трубы.
Живое сечение может быть ограничено твердыми стенками полностью или частично (во втором случаечасть живого сечения ограничивается открытой поверхностью жидкости). Если стенки ограничивают поток полностью, движение жидкости называют напорным;еслиже ограничение частичное,движение называют безнапорным.
Напорное движение характеризуется тем, что гидродинамическое давление в любой точке потока отлично от атмосферного и может быть как больше, так и...
tracking img