Основні поняти кінематики
Рівняння лінії струму
- для тривимірного руху.
Через довільну точку потоку може проходити лише одна лінія струму => Лінії струму не перетинаються. (Виняток - особливі точки потоку).
2. Траєкторія частинки - геометричне місце послідовних положень елементарної рідкої частинки в просторі.
Траєкторія частки це характеристика потоку за методом Лагранжа, а лінія струму - характеристика потоку за методом Ейлера. В усталеному русі збігаються.
3. Трубка струму - поверхня, утворена системою ліній струму, що проходять через точки малого замкнутого контуру.
Пояснення: якщо в перерізі потоку провести дядько не перетинає себе контур і через кожну точку його провести лінію струму, то отримана поверхня називається трубка струму. Якщо контур обмежує нескінченно малу площадку, то вийде елементарна трубка струму.
4. Елементарна цівка - рідина, укладена в елементарній трубці струму.
Властивості елементарної цівки
При усталеному русі її форма не змінюється.
Є непроникною для рідини
Швидкість в межах перетину можна вважати постійної
Потік рідини - сукупність елементарних цівок, що рухаються через площу великих (кінцевих) розмірів (з різними швидкостями).
Бувають безнапірні, напірні потоки і гідравлічні струменя.
характеристики потоку
1. Живе перетин потоку - перетин, у всіх точка якого лінії струму, що перетинають його нормальні до нього. Площа живого перетину потоку є сума площ живих перетинів складових його елементарних цівок
2. Змочений периметр - довжина лінії, по якій живий перетин потоку стикається з твердими поверхнями, що обмежують потік. позначається
3. Гідравлічний радіус - відношення площі живого перетину потоку до змоченій периметру. позначається
Напірний трубопровід круглого поперечного перерізу (внутрішній радіус труби
площа живого перетину
гідравлічний радіус
Відкрите русло шириною
площа живого перетину
для широкого потоку при
4. Витрата рідини в потоці - об'ємне кількість рідини, що протікає через живий переріз потоку в одиницю часу.
Витрата через живий переріз елементарної цівки
Пояснення: швидкість в межах живого перетину елементарної цівки можна вважати однаковою
Щоб знайти витрату по всьому потоку інтегруємо по площі потоку
Одиниці виміру об'ємної витрати
також використовуються. очевидно
У гідравліки за замовчуванням витрата завжди об'ємний.
Якщо мається на увазі масова витрата, то це обмовляється особливо. Масова витрата позначається
Для газів (як стискаються рідин) використовується масова витрата.
5. Середня швидкість в потоці - частка від ділення витрати на площу живого перетину потоку. позначається
Пояснення. Середня швидкість в перерізі однакову для всіх точок перетину уявну швидкість, при якій через дане живий перетин проходить той же витрата, що і при дійсних місцевих швидкостях, різних в різних точках перетину.