Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów Płyn to substancja

advertisement
Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów
Płyn to zespół przypadkowo ułożonych cząsteczek, między którymi
działają słabe siły kohezji oraz siły pochodzące od ścian naczynia.
Płyny to ciecze i gazy.
Płyn to substancja zdolna do przepływu.
Płyn przyjmuje kształt naczynia w odróżnieniu od ciała stałego
Statyka płynów - ciśnienie
Ciśnienie wywierane na płyn z zewnątrz to tzw. ciśnienie statyczne.
Zgodnie z prawem Pascala rozchodzi się ono we wszystkich
kierunkach jednakowo i ma w całej objętości płynu jednakową
wartość.
p=F/S
Siła działającą na korek
Zmiana powierzchni
zwiększa
działanie
siły
Ciśnienie jest przenoszone przez
ciecz
ciśnienie
statyczne
Obok ciśnienia statycznego wywieranego na płyn z zewnątrz istnieje
ciśnienie hydrostatyczne, wywołane ciężarem cieczy
Ciśnienie hydrostatyczne na głębokości h pod swobodną powierzchnią
cieczy :
p = ρgh
a jeśli na powierzchnię swobodną cieczy działa zewnętrzne ciśnienie
statyczne, np. ciśnienie atmosferyczne p0, to:
p = p0 + ρgh
Siła wyporu – prawo Archimedesa
Na ciało zanurzone w płynie działa siła wyporu (wypadkowa siła
parcia) skierowana ku górze i równa co do wartości ciężarowi cieczy
wypartej przez to ciało
a
F
w
a
Fw
Ciśnienie hydrostatyczne
różnica sił działających pomiędzy
powierzchnią dolną a górną
prowadzi do pojawienia się
siły wyporu
kamień
Siła ciężkości większa
od siły wyporu
ciało tonie
Siła ciężkości mniejsza
od siły wyporu
ciało pływa
Przykład:
Określić jaką całkowitą siłę wywiera woda na
prostokątną ścianę zapory o wysokości H i
szerokości a
p=ρg(H-y)
dA= wdy
dF= pdA=ρg(H-y)wdy
F = ½ ρgwH2
Jaka część góry lodowej
pozostaje pod powierzchnią
wody?
W zależności od gęstości wody
od 8 do 11%
Dynamika płynów
Rozpatrujemy ruch cieczy doskonałej czyli nielepkiej i nieściśliwej.
W wielu przypadkach ciecze rzeczywiste zachowują się jak ciecz
doskonała
Przepływ cieczy jest ustalony (laminarny) gdy jej prędkość w
dowolnie wybranym punkcie jest stała w czasie.
Inaczej mówiąc – w dowolnym punkcie przepływu laminarnego
każda cząstka ma taką samą prędkość.
Linia prądu to krzywa do której jest styczny wektor prędkości v. Linie
prądu nie mogą się przecinać!
Skończona liczba linii prądu tworzy pewnego rodzaju wiązkę, czyli
tzw. strugę. Struga zachowuje się tak rurka o tym samym kształcie.
Dynamika płynów
Objętość cieczy przepływająca w jednostce czasu przez dowolny
przekrój rury (strugi) jest taka sama, bo nieściśliwa ciecz nie może się
gromadzić.
S1v1 = S2v2
S2
S1
jest to tzw. równanie ciągłości
1 2
p + ρv + ρgh = const
2
ciśnienie
energia
zewnętrzne kinetyczna
energia
potencjalna
Z równania Bernoulliego wynika, że w przepływie
laminarnym suma ciśnienia, energii kinetycznej
jednostkowej objętości oraz grawitacyjnej energii
potencjalnej jednostkowej objętości jest wielkością
stałą dla wszystkich punktów strugi.
równanie Bernoulliego
Prawo Bernoulliego na codzień
Duża prędkość wiatru powoduje powstanie
różnicy ciśnień nad dachem i pod dachem
a w konsekwencji zerwanie dachu
Efekt Magnusa
P
Nadanie piłce rotacji wokół
własnej osi czyli tzw. podkręcenie
powoduje zmianę kierunku lotu piłki
Co to jest wiatr?
Skąd się bierze ten ruch?
Powietrze składa się z cząsteczek azotu,
tlenu, pary wodnej oraz reszty
Ciśnienie to siła z jaką molekuły uderzają w daną powierzchnię
Im więcej cząsteczek powietrza tym większe ciśnienie
Różnice w ciśnieniu powodują przepływy mas powietrza
Wiatr powstaje w wyniku istnienia gradientu ciśnienia
różne nasłonecznienie – zmiana gęstości powietrza
różne obszary - pustynie, lasy, oceany
i inne czynniki
Wiatr ruch cząsteczek powietrza
Download
Random flashcards
ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

Create flashcards