on-line
Сейчас на сайте 1 пользователь и 25 гостей.

Пользователи на сайте

  • fizportal.ru
Вход в систему
Яндекс.Метрика

§ 34. Движение жидкости − гидродинамика. Движение жидкости по трубам

 Движение жидкости или газа подчиняется всем общим законом механики − законам Ньютона, законам сохранения энергии, импульса, момента импульса (рис. 197).


рис. 197

 Однако применение этих общих законов встречает значительные трудности, обусловленные рядом причин. Во-первых, жидкость обладает бесконечным числом степеней свободы, что приводит к необходимости перехода от дискретного к непрерывному описанию. Во-вторых, свойства жидкостей (и особенно газов) изменяются при изменении внешних воздействий. Так могут изменяться плотности, вязкости, сжимаемости жидких и газообразных сред при изменении давления, температуры и т. д. В-третьих, изменение параметров среды в одной точке приводит к изменению параметров в других точках не мгновенно, а через некоторые промежутки времени, обусловленные конечностью скоростей распространения упругих волн, теплоты и т. д. Эти обстоятельства приводят к тому, что наука о движении жидкостей и газов (гидродинамика и аэродинамика) является одной из самых сложных в математическом плане.
 Мы рассмотрим существенно упрощенную проблему − описание стационарного течения жидкости, то есть такого течения, когда скорости (поле скоростей) в различных точках могут быть различными, но не изменяться с течением времени. Такое течение жидкости также называется стационарным. Подчеркнем, что при стационарном течении в некоторых областях жидкость может двигаться с ускорением − ведь при переходе от точки к точке скорость движения конкретной частицы жидкости может изменяться. Кроме того, ограничим наше рассмотрение моделью несжимаемой жидкости. При взаимодействии движущейся жидкости с твердыми телами, а также при относительном движении слоев жидкости появляются силы вязкого трения. Если роль этих сил невелика, если ими можно пренебречь, то используется модель идеальной жидкости − жидкости, не обладающей вязкостью. Будьте внимательны, так как в данном разделе используются модели как идеальной, так и вязкой жидкости.
 По-прежнему не рассматривая конкретные физические свойства жидкости, посмотрим, какие следствия можно извлечь из общих законов динамики.