2015-01-30
749
Несжимаемой называют жидкость, плотность которой не меняется. В соответствии с уравнением неразрывности (1.8) для такой жидкости 
.
В случае изотермического движения вязкость жидкости можно считать постоянной (
) и уравнение Навье-Стокса (1.16) упрощается
,
где 
– коэффициент кинематической вязкости.
Преобразуем дивергенцию тензора скоростей деформаций
и подставив ее в предыдущее выражение, получим уравнение Стокса
. (1.35)
Непосредственными наблюдениями и многочисленными опытами установлено существование двух основных режимов движения жидкостей – ламинарного и турбулентного.
Ламинарным называют строго упорядоченное, слоистое (без перемешивания) течение жидкости. Единственной причиной потерь энергии при таком движении в горизонтальных трубах постоянного поперечного сечения является трение, обусловленное вязкостью жидкости.
При турбулентном режиме отдельные частицы жидкости движутся по произвольным сложным траекториям, в результате чего струйки перемешиваются и жидкость течет в виде беспорядочной массы.
Экспериментальное и теоретическое исследование различных режимов впервые выполнил Осборн Рейнольдс в 1883 году. Серии фотографий, сделанные на его экспериментальной установке, где для визуализации процесса в поток вводилась струйка подкрашенной воды, представлены на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Режимы течения жидкостей /2/
а) – ламинарный режим движения; б) – переход к турбулентному потоку; в) и г) – различные формы развитого турбулентного течения
Рассмотрим кратко основные особенности этих режимов.
