Кінематика та динаміка рідини
Кінематика рідини вивчає зв'язок між геометричними характеристиками руху та часу (швидкістю та прискоренням).
Динаміка рідини (або гідродинаміка) вивчає закони руху рідини як результат дії сил.
Класифікація видів руху рідини заснована на ряді ознак.
За характером перебігу процесу :
1.Неустановившийся рух рідини – рух, що змінюється у часі, тобто. швидкість і тиск у цій точці змінюються з часом. (витікання з резервуара при його випорожненні.)
2.Установився рух рідини - це таке, при якому в будь-якій точці простору швидкість і тиск не змінюються ні за напрямом, ні за величиною.
Установлений рух може бути рівномірним і нерівномірним.
Рівномірним рухом називається таке, при якому швидкості в подібних точках двох суміжних перерізів рівні між собою, а траєкторії частинок - прямолінійні і паралельні осіох, тобто. поле швидкостей не змінюється вниз за течією.
Прискорення частинок рідини у своїй дорівнює нулю.
Нерівномірний рух – це рух, що не задовольняє визначення рівномірного руху, тобто параметри руху потоку будуть змінними.
Рівномірний і нерівномірний рухможе бути напірним і безнапірним. Принапірному рідина стикається з твердою стінкою (р>ратм) по всьому периметру свого перерізу, а прибезнапірному – лише в частині периметра, причому за умови, що .
При поступальному русі частинок рідини спостерігається їх обертальнерух. Такий рух називаєтьсявихровим.
Поступальний рух у напрямку однієї координати називаєтьсяодномірним рухом рідини.
;р=р(х) –встановлений одновимірний рух рідини ;
;р=р(х, t) –невстановлений одновимірний рух рідини.
Якщо параметри рідини під час руху змінюються у напрямі двох координат, то рух називаєтьсядвовимірним: ;р=р(х, у) або;р=р(х, у, t).
При зміні параметрів рідини за трьома координатами рух називаєтьсятривимірним:
; р = р (х, у, z).
Основні поняття кінематики рідини: лінія струму. трубка струму, елементарна цівка та її властивості. Потік рідини та її характеристики: живий переріз, змочений периметр, гідравлічний радіус. Еквівалентний діаметр, середня швидкість, витрата.
Живим перерізом потоку w називається поперечний переріз потоку, нормальний до напрямку руху та обмежений його зовнішнім контуром.
Змоченим периметром c називається довжина контуру живого перерізу, на якій рідина стикається з твердими стінками.
Гідравлічним радіусом називається відношення площі живого перерізу потоку w до змоченого периметру c: