Види руху рідини - студопедія
Основними видами руху рідини є: рух усталене і несталий, рівномірне і нерівномірне, напірне і безнапірні, суцільне і переривчасте.
Сталим рухом називається такий рух рідини, при якому тиск і швидкість не змінюються в часі в кожній фіксованій точці простору, через яку проходить рідина.
Рух, при якому швидкість і тиск змінюються не тільки від координат простору, але і від часу, називається несталим або нестаціонарним
Прикладом несталого руху може служити закінчення рідини з отвору при змінному рівні її в резервуарі: з пониженням висоти стовпа рідини швидкість витікання зменшується в часі.
Усталений рух в свою чергу підрозділяється на рівномірне і нерівномірне.
Рівномірним називається таке усталений рух, при якому живі перетину уздовж потоку не змінюються: в цьому випадку; середні швидкості по довжині потоку також не змінюються, тобто . Прикладом рівномірного руху є: рух рідини в циліндричній трубі, в каналі постійного перетину при однакових глибинах.
Усталений рух називається нерівномірним, коли розподіл швидкостей в різних поперечних перетинах неоднаково; при цьому середня швидкість і площа поперечного перерізу потоку можуть бути і відбулось уздовж потоку. Прикладом нерівномірного руху може бути рух рідини в конічної трубі або в річковому руслі змінної ширини.
Напірним називається рух рідини, при якому потік повністю укладено в тверді стінки і не має вільної поверхні. Напірне рух відбувається внаслідок різниці тисків і під дією сили тяжіння. Прикладом напірного руху є рух рідини в замкнутих трубопроводах (наприклад, в водопровідних трубах).
Безнапірним називається рух рідини, при якому потік має вільну поверхню. Прикладом безнапірного руху може бути: рух рідини в річках, каналах, каналізаційних і дренажних трубах. Безнапірні рух відбувається під дією сили тяжіння і за рахунок початкової швидкості. Зазвичай на поверхні безнапірного потоку тиск атмосферний.
Слід зазначити ще один вид руху: вільну струмінь. Вільної струменем називається потік, не обмежений твердими стінками. Прикладом може служити рух рідини з пожежного брандспойта, гідромонітора, водопровідного крана, з отвору резервуара і т. П. У цьому випадку рух рідини відбувається за інерцією (т. Е. За рахунок початкової швидкості) і під дією сили тяжіння.
Для спрощення висновків, пов'язаних з вивченням потоку рідини, вводиться поняття про плавно змінюється русі рідини.
Плавно постійно змінюваних називається такий рух рідини, при якому кривизна цівок незначна (дорівнює нулю або близька до нуля) і кут розбіжності між цівками дуже малий (дорівнює нулю або близький до нуля), т. Е. Практично потік рідини мало відрізняється від параллельноструйного. Це припущення цілком виправдовується при вивченні багатьох випадків руху рідини в каналах, трубах і інших спорудах.
Відзначимо наступні властивості потоку при плавно змінюється русі:
1. поперечним перерізом потоку плоскі, нормальні до осі потоку;
2. розподіл гідродинамічних тисків по перетину потоку підпорядковується закону гідростатики, тобто гідродинамічні тиску по висоті перетину розподіляються за законом прямої. Це властивість легко можна довести, якщо всередині потоку виділити частку рідини і спроектувати всі діючі на неї сили на площину живого перетину. Внаслідок того, що швидкості і прискорення в цьому випадку будуть перпендикулярні перетину, сили інерції в рівняння не увійдуть; тому рівняння рівноваги і закон розподілу тиску в площині живого перетину не відрізнятиметься від такого для рідини, що знаходиться в спокої;
3. питома потенційна енергія (т. Е. Потенційна енергія одиниці ваги рідини) по відношенню до деякої площини порівняння для всіх точок даного перетину потоку рідини є величина постійна.