Течение жидкости. Идеальной называется жидкость, не имеющая вязкости. В результате частицы жидкости не связаны и ведут себя свободно. Устанавливается стационарное течение, когда через русло сечения S протекает со скоростью v одинаковый объем жидкости за одинаковое время:
S1v1=S2v2=const
Рассмотрим идеальную (невязкую) жидкость, стационарно текущую в трубе или по руслу реки и запишем для нее Закон сохранения кинетической-∆mv2/2 и потенциальной -∆mghэнергии для втекающей и вытекающей струи:
∆mv22/2+∆mgh2 = ∆mv12/2+ ∆mgh1 где h -высота
Энергия может изменяться только при совершении работы -А. Например, силы давления -Р:
∆A=P1∆V-P2∆V , где ∆V=S1V1∆t=S2V2∆t - изменение объем жидкости.
∆m=p∆V – изменение массы равно плотности –p на изменение объема -∆V
Подставим и получим уравнение Бернулли, выведенное в 1738г.:
pv22/2+ pgh2+P2=pv12/2+pgh1+P1=pv2/2+pgh+P=const
Уравнение Бернулли для горизонтального течения, когда h=0,
pv2/2+P=constгде p-плотность жидкости, v-скорость течения, Р-давление
Применение уравнения Бернулли:
1. Гидротурбина. Из сопла на лопатки турбины льется вода. В сопле потенциал энергии давления переходит в кинетическую энергию и передается на турбину.
2. Гидротаран. Если заслонку резко закрыть кинетическая энергия воды превращается в давление, которое поднимает воду в вышестоящий резервуар |
.
3. Водоструйный насос. Вода течет по трубе вниз с определенной скоростью. Сужающийся ее конец вставлен в нижнюю трубу с зазором. В этот зазор затягивается воздух и идет вниз по трубе вместе с водой. Такой же принцип пульверизатора. |
Подъемная сила крыла самолета.Вокруг крыла идет циркуляция воздуха по часовой стрелке. Над крылом скорости складываются, а под крылом вычитаются. Возникая разность давления, или подъемная сила. |
Аэрация почвы.Над валами скорость воздуха мин., а над бороздами максимально Р1› Р2. Давление в бороздах больше чем на валах и воздух вдавливается в почву в бороздах и высасывается из валов, насыщая почву кислородом, а приземный воздух углекислотой, способствуя росту растений. |
Рис.12 Гидродинамические устройства.