2017-11-01
743
Подсчитаем величину удельной кинетической энергии жидкой частицы массы т. Кинетическая энергия, как известно из механики.Величину можно измерить, если поместить в движущуюся жидкость трубку, изогнутую в направлении, противоположном движению. Тогда уровень жидкости в трубке поднимется выше уровня в пьезометре, так как движущаяся жидкость будет оказывать дополнительное давление, равное давлению столба жидкости высотой. Такая трубка называется скоростной трубкой, или трубкой пито (1695- 1771 гг.), предложившего ее для измерения скорости движения жидкости.
Рассмотрим движение жидкости от живого сечения к живому сечению, причем движение в сечениях плавно изменяющееся. Пусть удельная потенциальная энергия жидкости в первом сечении равна, а во втором г2+р21у. Обозначим среднюю скорость в первом сечении у, а во втором у2. Тогда удельная кинетическая энергия в сечениях будет равна соответственно.
Подсчитаем полную удельную энергию жидкости в сечении. Для этого к удельной потенциальной энергии г-рх1ч надо прибавить удельную кинетическую, получим аналогично в сечении полная удельная энергия.
Трехчлен (31) больше трехчлена (32), так как на пути от первого сечения ко второму часть энергии расходуется на преодоление сопротивлений. Эта часть удельной энергии называется потерей напора к. Тогда на основании закона о сохранении энергии можно написать уравнение (33) получено бериулли в 1738 г. И является одним из основных уравнений гидрав лики.
Физический смысл уравнения бернулли, как следует из доказательства, в том, что оно выражает собой закон сохранения энергии и показывает зависимость между положением, давлением и скоростью движения жидкости.
Все члены уравнения (33) имеют размерность длины, поэтому его можно изобразить графически. Отложив вверх от плоскости отсчета оо для всех живых сечений сдельную потенциальную энергию 2+р/у, получим, пьезометрическую линию. Отложив вверх от пьезометрической линии для всех сечений скоростной напор, получим линию энергии или линию гидродинамического напора. Эти линии будут кривыми, причем линия гидродинамического напора может только опускаться, так как энергия в направлении движения уменьшается.
Из уравнения бернулли следует, что с изменением живого сечения потока изменяется скоростной напор, что в свою очередь ведет к изменению пьезометрического напора р/у. В отдельных случаях возможен полный переход одного вида энергии (напора) в другой. Например, при истечении жидкости из отверстий и насадков происходит преобразование пьезометрического напора в скоростной.
