Гидростатика: понятие и сущность
Негізгі гидродинамика. Гидродинамиканың негіздері. Нағыз сұйықтық үшін Бернулли теңдеуі
жүктеу/скачать 131 Kb.
|
Реферат-2
| 1.1 Негізгі гидродинамика. Гидродинамиканың негіздері. Нағыз сұйықтық үшін Бернулли теңдеуі
Гидродинамика Сұйықтықтың қозғалысы және оның су астындағы денелермен өзара әрекеттесуі туралы үздіксіз бұқаралық ақпарат құралдары механикасы бөлімі зерттелген. Алайда, салыстырмалы түрде төмен жылдамдықта, ауа сығылмайтын сұйықтық деп санауға болады, қаланың заңдары мен әдістері қаланың заңдары мен әдістері ішкі субсидикалық есептеулер үшін кеңінен пайдаланылады. Су сияқты тамшылатып сұйықтықтардың көпшілігінде су, олардың қысымды және көптеген маңызды жағдайларда олардың тығыздығы (ρ) тұрақты деп санауға болады. Алайда, ортаға сығымдауды жарылыс, әсер ету және басқа жағдайларда, сұйықтықтың бөлшектерінің үлкен үдеуі және серпімді толқындар көздеріне аударуға болмайды. Қаланың негізгі теңдеулері массалық (импульс және энергия) заңдылықтарын сақтау арқылы сақталады. Егер қозғалатын ортасы жаңа сұйықтық болып табылады және оның қозғалысын Эйлер әдісін қолдану үшін талдау үшін, сұйықтықтың ағынын теңдеу, Navier - Stokes теңдеуімен және энергиямен теңдеумен сипатталады. Керемет сығылмайтын сұйықтық үшін, Навье-Стокс теңдеуі Эйшер-Стокс теңдеуі беріледі, ал энергия теңдеуі ескерілмейді, өйткені сығылмайтын сұйықтықтың ағынының динамикасы жылу процестеріне тәуелді емес. Бұл жағдайда сұйықтықтың қозғалысы дипломдық шам түрінде ыңғайлы жазылған үздіксіздік пен эйлер теңдеулерінің теңдеуімен сипатталады (ресейлік ғалым И.С. С. Лосхова және ағылшын ғалымы Г. Тоқты. Практикалық қосымшалар үшін екі жағдайда өтетін Эйлер теңдеулерінің интегралдары маңызды: а) жаппай күштердің ықтимал болған кезде белгіленген қозғалыс (F \u003d gradπ); Содан кейін Бернулли теңдеуі ағымдағы сызық бойынша жүзеге асырылады, оның оң жағында әр ағымдағы жол бойымен тұрақты, бірақ, әдетте, бір жолдан екіншісіне ауысады, екіншісіне ауысу кезінде өзгереді. Егер сұйықтық бос кеңістіктен шығып кетсе , тұрақты Бернулли Х барлық ағымдағы жолдар үшін бірдей; б) Ыдыссыз ағындар: ((ω) \u003d rostv \u003d 0. Бұл жағдайда v \u003d strad (φ), онда (φ), онда (φ) - жылдамдық потенциалы, ал бұқаралық күштер ықтимал. Содан кейін барлық ағын өрісі үшін, Кошидің интеграл (теңдеуі) (φ) / DT + V2 / 2/2/2 + P / (ρ) + n \u003d h (t). Екі жағдайда да, көрсетілген интегралдар белгілі өрісті анықтауға мүмкіндік береді жылдамдық. Коши - Лагранж теңдеуін біріктіру уақыт аралығында интеграциялау (δ) T (→ →) 0 Ағынның тоқу жағдайында 0 Қысымның қозғалуы жағдайға әкеледі, бұл PI қысым пульсінің жылдамдығымен байланыстырады. Салмақ күштерінен немесе оның шекараларына бекітілген қалыпты қысымнан туындаған кез-келген қозғалысы ықтимал болып табылады. Тұтқырлығы бар нақты сұйықтықтар үшін жай (ω) \u003d 0 шамамен шамамен жуықтайды: нақтыланған қатты шекаралардың тұтқырлығы едәуір әсер етеді, ал шекара қабаты пайда болады, мұнда (ω ≠) 0. Осыған қарамастан, ықтимал ағындар теориясы бірқатар маңызды қолданбалы тапсырмаларды шешуге мүмкіндік береді. Ықтимал ағынды өріс желілік теңдеуді қанағаттандыратын жылдамдықтың (φ) әлеуетіне сипатталады divv \u003d (δφ) \u003d 0. Берілген шекара шарттары үшін сұйықтық қозғалысының аймағын шектейтін, оның шешімі ерекше. Лаплас теңдеуінің сызықтықына байланысты шешімдердің суперпозициясы қағидаты дұрыс, демек, күрделі ағындар үшін шешім қарапайым токтардың қосындысы ретінде ұсынылуы мүмкін ( см. Қорлар мен қордың әдістері). Осылайша, сегментті сегменттік сегменттің бойлық ағымы онымен бөлініп, нөлдік сегменттік ағынмен, жалпы қарқындылығы бар, жабық ағымдық беттері, мысалы, айналу органдарының беттері ретінде, мысалы, ұшақ ретінде қарастырылуы мүмкін Тұрғын үй. Дене шынайы сұйықтықта қозғалса, гидродинамикалық күштер әрдайым сұйықтықтың әсерінен болады. Жалпы күштің бір бөлігі бекітілген массаларға байланысты және денеге байланысты импульстің өзгеру жылдамдығына пропорционалды болып табылады. Жалпы күштің тағы бір бөлігі қозғалыс тарихында құрылған ағзаға аэродинамикалық бақылаудың қалыптасуымен байланысты. Іздеу ағзаның денесінің жанындағы ағын өрісіне әсер етеді, сондықтан бекітілген массаның сандық мәні осыған ұқсас сұйықтықтағы ұқсас қозғалыс үшін оның мәніне сәйкес келмеуі мүмкін. Дененің ізі ламинар немесе турбулентті болуы мүмкін, мысалы, еркін шекаралармен, мысалы, глизер үшін қалыптастыруы мүмкін. Сұйықтық емес тапсырмаларды аналитикалық тапсырмалардың аналитикалық шешімдері Сұйықтықтың кеңістіктік қозғалысымен іздестіру, тек белгілі бір жағдайларда ғана алуға болады. Жазық-параллель ағындар күрделі айнымалы функциялар теориясының әдістерімен зерттелген; Есептеу математикасының гидродинамикалық әдістерінің кейбір түрлерін тиімді шешу. Шамамен теориялар ағынның ұтымды схемизация үлгісімен, сақтау теоремаларын қолдану, ақысыз беттер мен құйынды ағындардың қасиеттерін пайдалану, сонымен қатар белгілі бір шешімдерді қолдану арқылы алынады. Олар істің мәнін нақтылайды және алдын-ала есептеулер үшін ыңғайлы. Мысалы, жартылай шешілген бұрышы бар саңылаулар суына тез батырумен (β), себілген ағындар өрісінде еркін шекаралардың айтарлықтай қозғалысы бар. Күштерді бағалау үшін, тиімді ылғалдандырылған сына енін бағалау маңызды, бұл аралдың статикалық батырмасымен, сол тереңдікке дейін жоғарыдан асады. Симметриялы жұмыстың болжамды теориясы 2А динамикалық ылғалданған енінің (π) / 2-ге сәйкестігін көрсетеді және келесі нәтижелерге әкеледі: A \u003d 0.5 (π) HCTG (β), мұндағы (β) \u003d ( π) / 2- (β), нақты бекітілген M * \u003d 0,5 (πρ) A2 / (πρ) ((β)) ((β))) (((β))) ((β)) (≈) (≈) 1- (8 + (π)) тг (β) ) / (π) 2 үшін (β)< 30(°)), B = m*dh/dt - вертикальный компонент удельного импульса, F = d(m*dh/dt)/dt -сила давления клина на жидкость. V (∞) жылдамдықпен жиналған glying көмегімен, көлденең жазықтықтағы ағын трансомның артында тікелей ағын су астындағы сыммен толқытылған ағынға өте жақын. Сондықтан, ақпараттың бірлігіне арналған вертикальды компульстің тік компонентінің өсуі BV (∞) \u003d m * v (∞) DH / DT-ге жақын. Сұйықтық импульсі жіберіледі; Денеде әрекет ететін реакция Y.-дің көтергіш күші болып табылады. V (∞) және лифтингтік күшпен шексіз сұйықтықпен қозғалатын дене пайда болады, ал артта қалған 2 құйынды, ол бастапқы тербелісті жабады. Өзара әрекеттесудің арқасында бұл жұптар күнәнің арақатынасымен анықталған бұрыштағы (α) қозғалыс бағытына қарай қисайған (α) \u003d γ / (2 (π) / v (∞))). Құйындер теоремаларынан бастап, ол осы құбырмен жабық құйынды жіптерді және диафрагма стерінің қозғалуына арналған сұйықтықтың импульсіне және осы VORTEX жіптерімен шектелгендей, (ρ) γS және диафрагма жазықтығына перпендикуляр бағытталған. Бұл жағдайда γ \u003d const, диафрагманың жоғарылау жылдамдығы, гидродинамикалық күшті r \u003d db / dt (α) / cos (α) өсіру жылдамдығы, r \u003d db / dt және, демек, y \u003d (ρ) / γv (∞) және xind \u003d (ρ) / γ (ρ) / γ (∞) TG (α) TG (α) және (α) α (α) α (α). Тылышталып тұрған жағдайда да, кез-келген тасымалдайтын жүйелерде де, қарсылық тылдастықтың ұзындығының ұзындығының ұзындығының ұзындығының ұзындығының кинетикалық энергиясымен анықталады. Жалпы қорытынды, егер еркін шекаралар пайда болған кезде, бар күштердің жиынтығы шамамен 2 бөлікке бөлінуі мүмкін, біреуі шамамен екі бөлікке бөлінуі мүмкін, біреуі «байланысты» импульстардан алынған, ал «ағып жатқан» алқаптарымен анықталады «Импульстар. Гидродинамика - сұйықтық қозғалысы туралы заңдар және оның тұрақты және жылжымалы беттермен өзара әрекеттесуі ұсынылатын гидравлика бөлімі зерттелген. Егер өте қатты дененің бөлек бөлшектері қатаң түрде қосылса, онда қозғалмалы сұйық ортада мұндай облигациялар жоқ. Сұйықтық қозғалысы жеке молекулалардың өте күрделі қозғалысынан тұрады. Сұйықтық қозғалысының негізгі түсініктері Тікелей крест бөлімі Ω (M²) ағынның көлденең қимасы деп аталады, бұл ағын бағытына перпендикуляр деп аталады. Мысалы, құбырдың тірі бөлімі шеңбер болып табылады (Cурет 3.1, B); Клапанның тірі қимасы - ішкі диаметрі бар сақина (Cурет3.1, B). Інжір. 3.1. Жанды бөлімдер: A - Pipes, B - клапан Суланған периметр χ («Хи») - қатты қабырғалармен шектелген тірі бөлімнің периметрінің бөлігі (қалыңдатылған сызық оқшауланған сызық) Інжір. 3.2. Суланған периметр Дөңгелек құбыр үшін егер радиандағы бұрыш болса немесе Ағынды тұтыну Q. - сұйық көлем В.Бірлігіне ағып жатыр т. Тірі қимасы арқылы ω. Орташа шығын мөлшерлемесі - сұйықтықтың ағым жылдамдығы, ол сұйықтықтың ағымының арақатынасымен анықталады Q. өмір сүру үшін ω Сұйықтықтың әр түрлі бөлшектерінің қозғалысы жылдамдығы бір-бірінен өзгеше болғандықтан, қозғалыс жылдамдығы орташа есеппен. Шеңбер түбінде, мысалы, құбырдың осіндегі жылдамдық максимум, ал құбырдың қабырғалары нөлге тең болады. Гидравликалық ағын Radius R - тірі бөлімнің ылғалданған периметрге қатынасы Сұйықтықтың ағынын орнатылып, тұрақсыз болуы мүмкін. Лезде Қозғалыс мұндай сұйықтықтың қозғалысы деп аталады, онда қысым мен жылдамдық уақытында өзгермейді υ = f (x, y, z) П. = φ f (x, y, z) Жылдамдық пен қысым тек кеңістіктің координаталарынан ғана емес, сонымен бірге, белгісіз немесе стационарлық емес деп аталатын уақыттан басқа υ = f 1 (x, y, z, t) П. = φ f 1 (x, y, z, t) Ток сызығы (Базмай қозғалыспен қолданылады) Бұл қисығы, оның әр нүктесінде жылдамдық векторы қазіргі уақытта тангенс арқылы жіберіледі. Түтік ток - Ағымдағы сызықтармен, шексіз кішкентай көлденең қимасы бар құбырлы беті. Ағымдық түтіктің ішіне жабылған ағынның бір бөлігі шақырылады элементикалық трюк. Інжір. 3.3. Ағымдағы желі Сұйықтық ағымы қысым және бірден тыс болуы мүмкін. Қысым Ағын жабық шапандарда бос жерсіз байқалады. Қысым ағыны жоғары (төмендетілген қысым) құбырларда байқалады. Пермь емес - ашық өзендерде (өзендерде, ашық каналдарда, науаларда және т.б.) байқалатын бос беттің ағыны. Бұл курста тек бас ағым қарастырылады. Інжір. 3.4. Тұрақты ағынмен ауыспалы диаметрі бар құбыр Заңнан және тұрақтылықты сақтау заңынан экстракция теңдеуі ағындар. Айнымалы тіршілік бөлімі бар құбырды елестетіп көріңіз (4-сурет). Құбыр арқылы сұйықтықты тұтыну кез-келген бөлімде тұрақты, яғни I.E. Q 1 \u003d Q 2 \u003d constБастап! ω 1 υ 1 = ω 2 υ 2 Осылайша, егер құбырдағы ағындар қатты және ажырамас болса, сабақтастық теңдеуі келесі форманы алады: жүктеу/скачать 131 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|