Масові і поверхневі сили
Масові сили це сили, пропорційні масі рідини. У разі однорідної рідини ці сили пропорційні обсягу. Перш за все, до них відноситься вага рідини
де G - вага рідини,
g - прискорення вільного падіння,
Б - щільність рідини,
і - питома вага рідини.
Як відомо, маса є мірою інертності тіла. Це властивість властива і рідин, тому до масових силам відносяться і сили інерції:
v - швидкість рідини,
a - прискорення руху.
Сили інерції, що діють в рідині, так само як і для твердого тіла, можуть проектуватися на осі.
Поверхневі сили - сили, величини яких пропорційні площі. До них відносять два види сил. Сили поверхневого натягу і сили в'язкого тертя. Останні проявляються тільки при русі рідини і не грають ніякої ролі, коли рідина знаходиться в спокої. Ці сили, як властивість в'язкості, були розглянуті при вивченні властивостей рідин.
Ідеальна та реальна жідкость.В яких випадках при практичний розрахунках рідина можна вважати ідеальной.Ньютон. і неньютон. Рідина.
Ідеальна рідина - модель природного рідини, що характеризується изотропно-стю всіх фізичних властивостей і, крім того, характеризується абсолютною нестислива-стю, абсолютної плинністю (відсутність сил внутрішнього тертя), відсутністю процес-сов теплопровідності і теплопереносу.
Реальна рідина - модель природного рідини, що характеризується изотропно-стю всіх фізичних властивостей, але на відміну від ідеальної моделі, володіє внутрішнім тертям при русі.
Ньютоновская рідина (названа так на честь Ісаака Ньютона) - в'язка рідина, що підкоряється в своїй течії закону в'язкого тертя Ньютона, тобто дотичне напруження і градієнт швидкості лінійно залежні. Коефіцієнт пропорційності між цими величинами відомий як в'язкість
- дотичне напруження, яке викликається рідиною [Па]
- динамічний коефіцієнт в'язкості - коефіцієнт пропорційності [Па · с]
- похідна швидкості в напрямку, перпендикулярному напрямку зсуву [с -1].
- Це рівняння зазвичай використовують при перебігу рідини в одному напрямку, коли вектор швидкості течії можна вважати сонаправленнимі (паралельним) у всіх точках розглянутого об'єму рідини.
Неньютонівської рідиною називають рідину, при перебігу якої її в'язкість залежить від градієнта швидкості. Зазвичай такі рідини сильно неоднорідні і складаються з великих молекул, що утворюють складні просторові структури.
Розглянемо рух ідеальної рідини. Виділимо всередині неї певний обсяг V. Згідно з другим законом Ньютона, прискорення центру мас цього обсягу пропорційно повній силі, що діє на нього. У випадку ідеальної рідини ця сила зводиться до тиску навколишнього обсяг рідини і, можливо, впливу зовнішніх силових полів. Припустимо, що це поле є сили інерції або гравітації, так що ця сила пропорційна напруженості поля і масі елемента обсягу. тоді
де S - поверхня виділеного обсягу, g - напруженість поля. Переходячи, згідно з формулою Гаусса - Остроградського, від поверхневого інтеграла до об'ємного і враховуючи, що. де - щільність рідини в даній точці, отримаємо:
В силу довільності обсягу V підінтегральної функції повинні бути рівні в будь-якій точці:
Висловлюючи повну похідну через конвективную похідну і приватну похідну:
отримуємо рівняння Ейлера для руху ідеальної рідини в полі тяжіння: