Уравнение расхода для элементарной струйки

Количество жидкости, протекающее за единицу времени через рассматриваемое сечение потока, называется расходом. Он может измеряться в единицах массы (массовый расход , кг/с) или в единицах объема (объемный расход , м3/с).

 

Рис.3.3. Элементарная струйка

 

Рассмотрим отсек элементарной струйки между двумя произвольными сечениями  и , нормальными к направлению скоростей  и , плотности в сечениях  и  соответственно (рис.3.3). При установившемся движении форма и объем рассматриваемого отсека не изменяются, плотность жидкости в каждой точке сечения и средняя плотность по всему отсеку также не изменяются. Притока или оттока жидкости через боковую поверхность струйки нет. Условие неразрывности или сплошности потока требует, чтобы масса втекающей в отсек за время  жидкости  равнялось бы массе вытекающей из отсека .

Масса жидкости, прошедшей со скоростью  через бесконечно малое сечение потока за какой-то бесконечно малый отрезок времени , определяется как

,

где  - площадь сечения нормального к вектору скорости .

Применяя это соотношение для сечений  и , получим

.

Сокращая  и учитывая, что рассматриваемые сечения были выбраны произвольно, получим

              .           (3.7)

Массовый расход при установившемся движении одинаков во всех сечениях элементарной струйки. Уравнение справедливо для несжимаемой и сжимаемой жидкости. Для капельной (несжимаемой) жидкости учитывая, что , а объемный расход , запишем

                            .                     (3.8)

Из уравнения следует, что  или , т.е. скорость обратно пропорциональна площади сечения элементарной струйки для несжимаемой жидкости.

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: