Физический смысл уравнения неразрывности

Уравнение расходов является следствием закона сохранения вещества для условий неразрывного движения малосжимаемой жидкости, по этой причине его также называют уравнением неразрывности.

Из уравнения следует, что при заданном расходе, средние скорости в потоке зависят только от площадей нормальных сечений, эта зависимость является обратно пропорциональной.

Если на участке между расчетными сечениями нет притока и отбора жидкости, то объемный расход будет постоянным:

Q1 = Q2 = const

Уравнения Бернулли и неразрывности позволяют установить взаимосвязь между параметрами плавно изменяющегося потока жидкости в различных сечениях.

2.  

3. В текущей жидкости различают статическое давление и динамическое давление.

Причиной статического давления, как и в случае неподвижной жидкости, является сжатие жидкости. Статическое давление проявляется в напоре на стенку трубы, по которой течёт жидкость.

Динамическое давление обусловливается скоростью течения жидкости. Чтобы обнаружить это давление, надо затормозить жидкость, и тогда оно, как и статическое давление, проявится в виде напора.

Сумма статического и динамического давлений называется полным давлением.

4. Закон Паскаля — основной закон гидростатики, согласно которому давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается жидкостью одинаково во всех направлениях.

Чтобы убедиться в справедливости закона Паскаля, достаточно проделать простой опыт. Присоединим к трубке с поршнем полый шар со множеством маленьких отверстий. Наполнив шар водой, нажмем на поршень, чтобы увеличить в нем давление. Вода начнет выливаться, но не только через то отверстие, которое находится на линии действия прилагаемой нами силы, а и через все остальные тоже. Причем напор воды, обусловленный внешним давлением, во всех появившихся струйках будет одинаковым.

Аналогичный результат мы получим в том случае, если вместо воды будем использовать дым. Таким образом, закон Паскаля справедлив не только для жидкостей, но и для газов.
   Закон Архимеда — закон статики жидкостей и газов, согласно которому на всякое тело, погруженное в жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа) и направленная по вертикали вверх.

5. Ламинарным называется сложное течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсаций скоростей и давлений. При ламинарном движении жидкости в прямой трубе постоянного поперечного сечения все линии тока направлены параллельно оси труб, отсутствуют поперечные перемещения жидкости. Однако, ламинарное движение нельзя считать безвихревым, так как в нем хотя и нет видимых вихрей, но одновременно с поступательным движением имеет место упорядоченное вращательное движение отдельных частиц жидкости вокруг своих мгновенных центров с некоторыми угловыми скоростями.

Турбулентным называется течение, cопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости и пульсациями скоростей и давлений. При турбулентном течении наряду с основным продольным перемещением жидкости происходят поперечные перемещения и вращательное движение отдельных объемов жидкости.

6. Коэффициент на трение по длине при ламинарном режиме зависит только от числа Рейнольдса и не зависит от относительной шероховатости , т.е. . Эта зависимость имеет следующий вид:

или

Переход от ламинарного режима к турбулентному происходит при некотором значении безразмерного числа Рейнольдса. Число Рейнольдса, при котором происходит переход из ламинарного режима течения в турбулентный называется критическим и обозначается как Re_КР. Как показывают опыты, для труб круглого сечения Re_КР=2320. Таким образом, критерий Рейнольдса позволяет судить о режиме течения в трубе. При Re< Re_КР течение является ламинарным, при Re> Re_КР – турбулентным.

Значение чисел Рейнольдса, как правило, имеют следующие значения:

а) газопроводы сети домового потребления ³ 3000;

б) в городских сетях ³ 200 000;

в) в вентиляционных сетях ³ 150 000;

г) в сетях сжатого воздуха ³ 400 000;

д) в паропроводах центрального отопления ³ 30 000;

е) в паропроводах ТЭЦ - 3 × 10⁶ - 5 × 10⁶.

7. Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой