2.13. Силы действующие в жидкости.

Вследствие текучести жидкости (подвижности ее частиц) в ней не могут действовать сосредоточенные силы, а возможно лишь действие сил, непрерывно распределенных по ее объему (массе) или по поверхности. В связи с этим силы, действующие на рассматриваемые объемы жидкости и являющиеся по отношению к ним внешними, разделяют на массовые (объем­ные) и поверхностные.

Массовые силы пропорциональны массе жидкого тела (сила тяжести, силы инерции и т.д.)

Поверхностные силы непрерывно распределены по поверхности жидко­сти и при равномерном их распределении пропорциональны величине этой поверхности. Эти силы обусловлены непосредственным воздействием сосед­них объемов жидкости на данный объем или же воздействием других тел соприкасающихся с данным жидким телом. В общем случае поверхностная сила действующая на площадку _F под некоторым углом раскладывается на нормальную Р и тангенциальную T (касательную). Первая, если она направлена внутрь объ­ема, называется силой давления, вторая - силой трения. Массовые и поверхностные силы рассматриваются обычно в виде единич­ных сил, т.е. отнесенных к соответствующим единицам. Массовые силы от­носят к единице массы, поверхностные к единице поверхности.

Единичная массовая сила численно равна соответствующему ускорению, единичная поверхностная сила называется напряжением поверхностной силы. Нормальное напряжение:

называется гидромеханическим (в случае покоя-гидростатическим) давле­нием или просто давлением. Если давление отсчитывается от нуля оно на­зывается абсолютным, если отсчитывается от атмосферного, то его называют избыточным (или манометрическим).

2.14. Характеристики движения жидкости.

Жидкой частицей называется малый объем жидкости или газа, кото­рый при движении деформируется и масса которого не смешиваются с ок­ружающей средой.

Движение жидкости характеризуется рядом геометрических и кинематических характеристик.

Скоростью жидкой частицы называется скорость какой-либо точки этой частицы, выбираемой произвольно. Оценивает путь, пройденный час­тицей в единицу времени,

ускорение оценивает, с какой быстротой меняется скорость частицы.

Частная производная выражает местное или локальное ускорение. Совокупность остальных членов в формулах называют конвективным ускорением.

Линией тока называется кривая, в каждой точке которой в данный момент времени вектор скорости направлен по касательной. Система диф. уравнений линий тока имеет вид:

При установившемся движении линии тока совпадают с траекториями жид­ких частиц.

Совокупность линий тока, проведенных через малый замкнутый кон­тур, образует элементарную трубку тока. Часть потока заключенная виу^ три трубки тока называется струйкой. Элементарной. Потоки конечных размеров рассматриваются как совокупность элементарных струек. Если в потоке провести сечение нормальное линиям тока в каждой его точке, то такое сечение называется живым сечением.

Объемным потоком трубки тока называется величина:

поток вектора скорости через поверхность F определяется формулой:

и называется объемным расходом через поверхность. Массовый расход будет равен:

Единицы измерения расходов