Гидродинамика

Параметры, характеризующие движение жидкости: скорость и давление.

Задачей гидродинамики является исследование законов изменения этих параметров во времени и в пространстве, т.е. нахождение функций:

(1.28)

U = f₁([x, y, z, t),

p = f₂[x, y, z, t).

Здесь: U и p – скорость и давление в рассматриваемой точке жидкости;

x, y, z – координаты точек;

t – время.

Установившееся движение жидкости имеет место, когда скорость потока и давление в любой его точке не изменяются во времени. Пример – истечение жидкости из отверстия в сосуде при постоянном напоре.

Неустановившееся движение жидкости имеет место, когда скорость движения и давление в каждой точке изменяются с течением времени. Пример – истечение жидкости из отверстия в сосуде при переменном напоре.

Потоком жидкости называют совокупность элементарных струек, представляющую собой непрерывную массу движущихся в каком-либо направлении.

Живым сечением потока S называют поперечное сечение потока, перпендикулярное его направлению.

Расходом потока Q называется объем жидкости, проходящий в единицу времени через живое сечение потока. Измеряется в м³/с, л/с.

Смоченным периметром называют часть периметра живого сечения, на которой жидкость соприкасается с твердыми стенками.

Гидравлическим радиусом R называется отношение площади живого сечения потока к смоченному периметру:

(1.29)

Средней скоростью потока n называется частное от деления расхода потока на площадь его живого сечения:

(1.30)

Равномерным называется такое установившееся движение жидкости, при котором живое сечение и средняя скорость потока не меняются по длине. Пример – движение жидкости в цилиндрической трубе.

Неравномерным называется такое установившееся движение жидкости, при котором живое сечение и средняя скорость потока изменяются по его длине. Пример – движение жидкости в конической трубе.

Напорным называется поток, у которого по всему периметру живого сечения жидкость соприкасается с твердыми стенками. Пример – движение воды в трубах.

Безнапорным называется поток со свободной поверхностью. Пример – движение воды в реках, канализационных трубах.