Расход. Уравнение расхода

Расходом называется количество жидкости, протекающее через живое сечение потока в единицу времени. Это количество можно измерить в единицах объема, в весовых единицах, в единицах массы в связи, с чем различают объемный Q, весовой Q_G и массовый расходы Q_m.

Средняя скорость потока υ - скорость движения жидкости, определяющаяся отношением расхода жидкости Q к площади живого сечения ω

- средняя скорость ( средняя по сечению)

- местная скорость (в точке сечения)

Идеальная и вязкая жидкости. Ньютоновские жидкости.

Идеальной называют такую жидкость, которая не обладает свойствами температурного расширения, сжимаемости и вязкости, т.е. имеет идеальную подвижность. В природе таких жидкостей не существует и понятие идеальной жидкости введено для упрощения решения ряда гидравлических задач.

Реальная (вязкая) жидкость отличается от идеальной прежде всего тем, что при ее движении возникают касательные напряжения (внутреннее трение). В покоящейся нормальной жидкости касательные напряжения всегда отсутствуют, поэтому в гидростатике нет необходимости различать реальную и идеальную жидкости.

Ньютоновскими называют жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации. В уравнении Навье — Стокса для ньютоновской жидкости имеет место аналогичный вышеприведённому закон вязкости (по сути, обобщение закона Ньютона, или закон Навье):

где — тензор вязких напряжений.

Простое уравнение, описывающее силы вязкости в ньютоновской жидкости, во многом определяющие ее поведение, основано на сдвиговом течении:

где:

— касательное напряжение, вызываемое жидкостью, Па;
— динамический коэффициент вязкости — коэффициент пропорциональности, Па·с;
— производная скорости в направлении, перпендикулярном направлению сдвига, с⁻¹.

- идеальная жидкость

Понятие о режимах течения вязкой жидкости. Критическое число Рейнольдса.

В гидравлике при движении жидкости и газа в трубах и открытых руслах возможны два режима движения, различающиеся по характеру перемещения отдельных частиц.

Ламинарный режим движения характеризуется тем, что частицы жидкости в прямом потоке постоянного живого сечения перемещаются с различными скоростями в слоях параллельно направлению движения и не перемешиваются.. Ламинарное движение вполне упорядоченное и, при постоянном напоре, строго установившееся.

Турбулентный режим движения сопровождается интенсивным перемешиванием объёмов жидкости, которые кроме продольного перемещения вдоль русла приобретают поперечное и вращательное движения

Смена режимов движения происходит при определенной средней скорости течения, называемой критической скоростью . Критическая скорость прямо пропорциональна кинематической вязкости и обратно пропорциональна характерному линейному размеру. Для труб круглого сечения