22. Гидравлические элементы потока

- Площадь живого сечения- площадь плоского поперечного сечения нормального к направлению движения.

- Площадь поперечного сечения струйки жидкости, перпендикулярного его линии тока называется площадью живого сечения струйки. Живое сечение потока представляет собой поверхность, проведенную перпендикулярно направлению движения жидкости и лежащую в пределах этого потока.

- Смоченный периметр- часть периметра, на котором поток соприкасается с твердыми стенками:

- Гидравлический радиус– отношение площади живого сечения к смоченному периметру:R = ω / χ

Для круглого сечения R = π r² / (2 π r) = r / 2 = d / 4

23. Методы определения движения жидкости (метод Лагранжа и метод Эйлера).

1. Метод Лагранжа. Этот метод не используется при описании волновых функций. Суть метода в следующем: требуется описать движение каждой частицы. Начальному моменту времени t0 соответствуют начальные координаты x0, y0, z0. Однако к моменту t они уже другие. Как видно, речь идет о движении каждой частицы. Это движение можно считать определенным, если возможно указать для каждой частицы координаты x, y, z в произвольной момент времени t как непрерывные функции от x0, y0, z0. x = x(x0, y0, z0, t) y =y (x0, y0, z0, t) z = z(x0, y0, z0, t) (1) Переменные x0, y0, z0, t, называют переменными Лагранжа.

2. Метод определения движения частиц по Эйлеру. Движение жидкости в этом случае происходит в некоторой неподвижной области потока жидкости, в котором находятся частицы. В частицах произвольно выбираются точки. Момент времени t как параметр является заданным в каждом времени рассматриваемой области, которая имеет координаты x, y, z.Рассматриваемая область, как уже известно, находится в пределах потока и неподвижна. Скорость частицы жидкости u в этой области в каждый момент времени t называется мгновенной местной скоростью.Полем скорости называется совокупность всех мгновенных скоростей. Изменение этого поля описывается следующей системой:ux = ux(x,y,z,t)uy = uy(x,y,z,t)иuz = uz(x,y,z,t)Переменные в (2) x, y, z, t называют переменными Эйлера.

24 Уравнение неразрывности (уравнение сохранения массы)

Неразрывности уравнение (далее Н) в гидродинамике, одно из уравнений гидродинамики, выражающее закон сохранения массы для любого объема движущейся жидкости (газа). В переменных Эйлера (см. Эйлера уравнения гидромеханики) Н имеет вид:где r — плотность жидкости, v — ее скорость в данной точке, a v_x, v_y, v_z — проекции скорости на координатные оси. Если жидкость несжимаема (r = const), Н принимает вид:Для установившегося одномерного течения в трубе, канале и т.п. с площадью поперечного сечения Н дает закон постоянства расхода rSv = const.

25. Расход жидкости (массовый, объемный, весовой).

Массовый расход — масса вещества, которая проходит через заданную площадь поперечного сечения потока за единицу времени.

Объёмный расход жидкости это объём жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение потока. Объёмный расход жидкости измеряется обычно в м³/с, дм³/с или л/с. Он вычисляется по формуле

,где Q - объёмный расход жидкости, V - объём жидкости, протекающий через живое сечение потока, t – время течения жидкости.

Массовый расход жидкости это масса жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение потока. Массовый расход измеряется обычно в кг/с, г/с или т/с и определяется по формуле

где QM - массовый расход жидкости, M -масса жидкости, протекающий через живое сечение потока, t – время течения жидкости.

Весовой расход жидкости это вес жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение потока. Весовой расход измеряется обычно в Н/с, КН/с. Формула для его определения выглядит так:

где QG - весовой расход жидкости, G - вес жидкости, протекающий через живое сечение потока, t – время течения жидкости.

Чаще всего используется объёмный расход потока жидкости. С учётом того, что поток складывается из элементарных струек, то и расход потока складывается из расходов элементарных струек жидкости dQ.