Учебная работа № 1203. «Контрольная Гидравлика (вопросы 1 и 2)

Выдержка из похожей работы

Для пересчета давления, выраженного в одних единицах, в другие можно воспользоваться формулой Р = рдЯ, а также соотношениями между различными единицами давления (1 ат = 1 кгс/см2 = 104 кг/м2 = 10 м вод,ст,= 98 100 Па а 0,1 МПа).
К поверхностным силам относятся также силы внутреннего трения (силы вязкости) Fs, направленные по касательной к поверхности, разграничивающей слои жидкости, перемещающиеся друг относительно друга,Касательные напряжения, создаваемые силами внутреннего трения, называют напряжениями сил внутреннего трения, или напряжениями сдвига:
(Fs/dS) [Н/м2]-

Возникновение касательных напряжений обусловлено переносом количества движения (импульса) в движущихся жидкостях при неравномерном распределении скорости,Скорость распределена неравномерно как в жидкостях, текущих в каналах, так и у поверхности тел, перемещающихся в жидкостях,Неравномерность распределения скоростей объясняется взаимодействием между соседними слоями жидкости, а также взаимодействием частиц жидкости с поверхностью канала или перемещающегося тела,Взаимодействие между соседними слоями выражается во взаимном обмене хаотически перемещающимися молекулами и во взаимном притяжении близко расположенных молекул соседних слоев.
Экспериментально установлено, что взаимодействие частиц жидкости с поверхностью стенки канала или движущегося твердого
тела приводят к совпадению скорости частиц жидкости, прилегающих к твердой поверхности, со скоростью самой поверхности,Иначе говоря, скорость жидкости на поверхности неподвижных стенок канала равна нулю; скорость жидкости на поверхности движущегося твердого тела и скорость движения самого тела совпадают.

Таким образом, движущееся твердое тело, например пластина, способствует ускорению ближайших слоев жидкости, передавая им импульс; те, в свою очередь, взаимодействуют с ближайшими к ним слоями, ускоряют их, передавая импульс все более и более дальним слоям жидкости.
При движении жидкости в канале отдаленные от стенки более быстрые слои жидкости тормозятся, отдавая количество движения слоям, близко расположенным к стенке, скорость которых ниже,Таким образом, в текущей жидкости с неоднородным полем скоростей осуществляется перенос импульса от тормозящихся более быстрых слоев к ускоряющимся более медленным слоям,Причиной переноса является непосредственный хаотический переход молекул из слоя в слой, что характерно для газов и частично — для капельных жидкостей,Кроме того, причиной переноса импульса в капельных жидкостях может быть непосредственное взаимодействие молекул соседних слоев жидкости, ввиду того что силы притяжения между плотно упакованными молекулами капельных жидкостей велики.
Передача импульса от слоя к слою эквивалентна появлению трения между слоями, поскольку, согласно второму закону Ньютона, сила равна производной импульса по времени,Эта сила препятствует взаимному перемещению соприкасающихся слоев жидкости,Таким образом, напряжение сил трения равно плотности потока импульса через граничную поверхность между слоями текущей жидкости.
Экспериментально установлено, что для многих жидкостей величина касательных напряжений сил трения т в данной точке элемента поверхности, разграничивающего два перемещающихся слоя жидкости, пропорциональна градиенту скорости,В соответствии с этим в случае одномерного течения жидкости напряжение внутреннего трения т = — ndV/dnt, где знак минус объясняется тем, что нормаль направлена в сторону уменьшения скорости,В этом случае положительное значение плотности потока импульса соответствует отрицательному значению градиента скорости, причем поток ориентирован в направлении нормали, а градиент в противоположную сторону»