Удельная энергия потока

Представим, что открытый поток движется по дну произвольного очертания под действием силы тяжести от точки А до точки В, рис. 4.1. При этом происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую, обусловленное превышением z начальной точки А под конечной В. Если жидкость идеальная, то на неё действует только одна сила тяжести, движение происходит с ускорением и равномерного потока не может существовать. Если жидкость не идеальная, то на неё действует ещё и сила трения и в некоторых случаях результирующая сила может быть равной нулю – движения при этом может быть равномерным. Напомним, что механическая энергия жидкости, протекающей в единицу времени через выбранное сечение потока, отнесённая к весу и определяемая относительно произвольной горизонтальной плоскости, называется удельной энергией потока Е. Горизонтальная плоскость отсчёта одна и та же для всех рассматриваемых сечений в потоке. Величина Е определяется из уравнения Бернулли и при плавноизменяющемся движении для любого сечения

.

Если, имея ввиду рис.4.1 обозначить Е₁ в сечении 1-1, а удельную энергию Е₂ в сечении 2-2, то всегда по причине существования трения часть механической энергии при прохождении потока от сечения 1-1 до сечения 2-2 превращается в тепло и удельная энергия

,

непрерывно убывает вдоль потока. Если обозначить Е₁ и Е₂ (в первом и во втором сечениях соответственно), то всегда

Е₁=Е₂+h_w, т.е. Е₁>E₂.