on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 17 гостей.
Вход в систему
Яндекс.Метрика

34.1. Давление в движущейся жидкости

 Уточним понятие давления на случай движущейся жидкости. В случае неподвижной жидкости давление обусловлено ее сжатием или растяжением. Возникающие при этом силы упругости, действующие на произвольную площадку внутри жидкости, не зависят от ориентации последней. Для иллюстрации высказанного утверждения проведем такой эксперимент (хотя бы мысленный).
 В качестве измерителя давления будем использовать манометр, представляющий собой маленькую жесткую цилиндрическую коробку, одно из оснований которой способно деформироваться (рис. 198).


рис. 198

 Это основание назовем мембраной. Прогиб мембраны служит мерой давления жидкости на мембрану. Можно присоединить к коробке измерительную трубку. Заполнив коробку и частично трубку некоторой жидкостью, получим измеритель давления − манометр, в котором высота уровня жидкости в трубке пропорциональна силе давления на мембрану. Если площадь мембраны мала, то описанный прибор позволяет измерять давление «в точке». При погружении такого манометра в неподвижную жидкость показания будут одинаковы при любой ориентации мембраны.
 Иное дело − показания манометра при его погружении в движущуюся жидкость. Понятно, что высота поднятия жидкости в трубке будет максимальна, если плоскость мембраны перпендикулярна скорости движения жидкости (рис. 199).

рис. 199

 В этом случае сила, действующая на мембрану со стороны жидкости, будет зависеть не только от степени сжатия жидкости, но и от ее скорости. Та часть силы давления, которая зависит от скорости потока, называется динамическим напором. Его появление связано с тем, что наш измерительный прибор будет возмущать поток жидкости, заставляя часть жидкости изменять направление скорости, что неизбежно приводит к появлению дополнительной силы давления. Если же расположить мембрану так, чтобы вектор скорости жидкости был направлен параллельно (по касательной, тангенциально) измерительной мембране, то возмущение движения жидкости может быть пренебрежимо малым, поэтому при таком положении манометра его показания будут соответствовать давлению, обусловленному исключительно сжатием (или растяжением) жидкости. Измеренное таким способом давление мы и будем подразумевать в дальнейшем изложении.