Рух рідини по трубах

Рух рідини чи газу підпорядковується всім загальним законом механіки – законам Ньютона, законам збереження енергії, імпульсу, моменту імпульсу. Однак, застосування цих загальних законів зустрічає значні труднощі обумовлених рядом причин. По-перше, рідина має нескінченним числом ступенів свободи, що призводить до необхідності переходу від дискретного до безперервного опису. По-друге, властивості рідин (і особливо газів) змінюються при зміні зовнішніх впливів. Так можуть змінюватися щільності, в’язкості, стисливості рідких і газоподібних середовищ при зміні тиску, температури і т.д. По-третє, зміни параметрів середовища в одній точці призводить до зміни параметрів в інших точках не миттєво, а через деякі проміжки часу, обумовлені кінцівкою швидкостей поширення пружних хвиль, теплоти і т.д. Ці обставини призводять до того, що наука про рух рідин і газів (гідродинаміка і аеродинаміка) є однією з найскладніших в математичному плані.

Ми розглянемо істотно спрощену проблему – опис стаціонарного течії рідини, тобто такого перебігу, коли швидкості (поле швидкостей) в різних точках можуть бути різними, але не змінюватися з плином часу. Таке протягом рідини також називається стаціонарним. Підкреслимо, що при стаціонарному плині в деяких областях рідина може рухатися з прискоренням, адже при переході від точки до точки швидкість руху конкретної частки рідини може змінюватися. Крім того, обмежимо наш розгляд моделлю нестисливої ​​рідини. При взаємодії рухомої рідини з твердими тілами, а також при відносному русі шарів рідини, з’являються сили в’язкого тертя. Якщо роль цих сил невелика, якщо ними можна знехтувати, то використовується модель ідеальної рідини – рідини, що не володіє в’язкістю. Будьте уважні, тому що в даному розділі використовуються моделі як ідеальної, так і вузький рідин.

Як і раніше, ми не розглядаючи конкретні фізичні властивості рідини, подивимося які слідства можна витягти із загальних законів динаміки.

Посилання на основну публікацію