Элементы механики жидкостей и газов

Гидростатика
Идеальными называются невязкие и несжимаемые жидкости (силой трения в жидкости можно пренебречь Fтр=0, плотность жидкости ρ=соnst).
Давление столба жидкости высотой h и плотностью ρ вычисляется по формуле:
р = ρgh
Закон Архимеда
На тело, погруженное в жидкость (газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа),вытесненной этим телом:

Стационарное течение жидкости
Движение жидкостей называется течением, а совокупность частиц движущейся жидкости — потоком.
Установившееся течение жидкости называют стационарным течением.

Линиями тока жидкости называются линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением скорости частицы жидкости в этой же точке.

Линии тока принято проводить так, что густота их больше там, где больше скорость течения жидкости, и меньше там, где жидкость течет медленнее.

Уравнение неразрывности

Уравнение неразрывности

Произведение скорости течения
идеальной жидкости на поперечное
сечение есть величина постоянная для
данной трубки тока

Уравнение Бернулли

Для произвольно выбранного сечения
справедливо уравнение Бернулли:
где Р - статическое давление
- динамическое давление
ρ gh - гидростатическое давление.

Измерение давления 1
Статическое давление измеряется манометром, установленным перпендикулярно направлению потока.
В простейшем случае
можно использовать
открытый жидкостный
манометр.

Измерение давления 2
Полное давление измеряется манометром,
установленным параллельно направлению
потока (трубка Пито). Оно превышает
статическое давление на величину
динамического
давления.

Измерение давления 3
Динамический напор (динамическое давление). Разность полного и статического давлений измеряется комбинацией соответствующих приборов, которая называется напорной трубкой Прандтля.
Особенно часто этот
прибор применяется для
измерения скорости
газового потока.

Измерение давления 4
Для определения разности двух статических
давлений применяется трубка Вентури. Этот
Прибор позволяет измерить
разность статических давлений
в различных сечениях потока.
По измеренной разности
давлений можно определить
скорость потока.

Вязкость
Вязкость (внутреннее трение) — это свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой.
Для перемещения тела в вязкой жидкости к нему необходимо приложить силу, равную по величине силе трения, которая называется силой внутреннего трения.

Модуль силы внутреннего трения равен

где η - коэффициент пропорциональности,
зависящий от природы жидкости, называется вязкость или динамическая вязкость.
Величина ∆υ/∆x показывает, как быстро
меняется скорость при переходе от слоя к
слою в направлении х, перпендикулярном
направлению движения слоев и называется
градиентом скорости.
Единица вязкости - Паскаль-секунда [Па.с] .

Течение жидкости называется ламинарным, если слои жидкости скользят, не перемешиваясь с соседними слоями.
Течение жидкости турбулентное (вихревое), если в потоке происходит интенсивное образование вихрей и перемешивание жидкости.
Режимы течения жидкости