Dynamika kapalin a plynů
8) Dynamika kapalin a plynů: rovnice kontinuity a Bernoulliova rovnice pro ideální tekutiny, proudění skutečné tekutiny trubicí, obtékání těles skutečnou tekutinou – odpor prostředí, aerodynamický vztlak.
1) PROUDĚNÍ IDEÁLNÍCH TEKUTIN
- ustálené (stacionární) proudění - rychlost částic proudící tekutiny se nemění
- proudnice - myšlená čára, jejíž tečna v každém bodě má směr rychlosti v pohybující se částice
- znázorňuje trajektorie částic
- každým bodem prochází pouze jedna proudnice - nemohou se protínat
- rovnice kontinuity:
- průřezem S1 i S2 proteče za stejný časový interval tekutina o stejné hmotnosti
m1 = 1V1 = 1S1v1t
m2 = 2V2 = 2S2v2t
m1 = m1 1S1v1t = 2S2v2t
- pro nestlačitelné kapaliny pak platí:
- Bernoulliho rovnice:
- při proudění musí platit zákon zachování mechanické energie
- z rovnice kontinuity vyplývá, že tekutina má v S2 větší rychlost než v S1 tekutina má v S2 větší kinetickou energii než v S1 při zvýšení kinetické energie se musí snížit tlaková potenciální energie Ep=W=pV
- není-li trubice vodorovná, platí obecnější tvar:
- hydrodynamický paradoxon - z Bernoulliho rovnice plyne, že v místě s vyšší rychlosti kapaliny má kapalina nižší tlak
- při velkém zúžení trubice může tlak klesnout pod hodnotu atmosférického tlaku a do trubice je nasáván vzduch - využití u rozprašovačů, vodních vývěv, karburátoru,....
- využití hydrodynamického paradoxonu a Bernoulliho rovnice:
rozprašovač vodní vývěva Pitotova trubice - měření rychlosti tekutin
- velikost výtokové rychlosti v v hloubce h pod volným povrchem kapaliny.
2) PROUDĚNÍ SKUTEČNÉ (REÁLNÉ) KAPALINY
- existují síly, které brzdí pohyb kapaliny - původ ve vzájemném silovém působení částic kapaliny - síly vnitřního tření
- síly vnitřního tření způsobují přeměnu části kinetické energie kapaliny na její vnitřní energii
- kapalina proudí v trubici různými rychlostmi
- laminární proudění - při ustáleném proudění a malých rychlostech
- turbulentní proudění - větší část mechanické energie proudící kapaliny se přeměňuje na vnitřní energii kapaliny
3) OBTÉKÁNÍ TĚLES REÁLNOU KAPALINOU
- na tělesa pohybující se v tekutinách působí hydrodynamické a aerodynamické odporové síly
- malé rychlosti - proudění okolo tělesa je laminární malá odporová síla
- velké rychlosti - turbulentní proudění - za tělesem se vytváří víry odporová síla roste
- Newtonův vztah pro velikost odporové síly:
- C - součinitel odporu (závisí na tvaru tělesa - př: 0,03 pro kapkovitý tvar - 1,33 pro padák)
- - hustota prostředí
- S - obsah příčného řezu kolmého ke směru rychlosti
- v - rychlost proudění
- aerodynamické tvary - tvary s nízkým C
AERODYNYMICKÝ VZTLAK – u letadel, při obtékání profilu křídla dochází ke vzniku vektoru vztlaku – princip létání.
PŘIDEJTE SVŮJ REFERÁT
Tisknout -
Poslat(@) -
Stáhnout -
Uložit->Moje referáty -
Přidat referát