- •Рыбинская государственная авиационная технологическая академия Конспект Лекций по механике жидкости и газа
- •Оглавление
- •Введение Общая постановка задач в механике жидкости и газа.
- •Кинематические понятия и определения, используемые в прикладной гидрогазодинамике.
- •Классификация сил, действующих в жидкости при ее движении.
- •Глава 1. Одномерное энергоизолированное установившееся движение легкой идеальной жидкости.
- •1.1. Уравнение движения
- •Лёгкой идеальной жидкости в элементарной струйке тока.
- •1.2. Интегрирование уравнения движения.
- •1.3. Скорость звука
- •В элементарной трубке тока
- •1.4. Связь между формой струйки тока и величиной скорости сжимаемого газового потока, движущегося в условиях энергетической изолированности.
- •1.5. Вычисление массового расхода газа по параметрам торможения и приведенной скорости потока. Газодинамические функции расхода.
- •1.6. Газодинамический импульс. Газодинамические функции импульса.
- •Глава 2. Установившееся одномерное движение вязкого сжимаемого газа в канале переменного сечения при наличии энергообмена и массообмена с окружающей средой.
- •Глава 3. Одномерное установившееся движение вязкой жидкости в каналах постоянного сечения.
- •3.1. Описание турбулентных течений путем использования осредненных во времени величин
- •Степень турбулизации течения определяется интенсивностью турбулентности
- •3.2. Гипотеза турбулентности л. Прандтля. Понятие о длине пути перемешивания. Логарифмический профиль осредненной скорости.
- •3.3. Гидравлическое сопротивление круглых труб.
- •3.4. Гидравлические потери на местных сопротивлениях.
- •3.5. Взаимодействие потоков вязких жидкостей. Перемешивание газовых потоков. Потери смешения.
- •Глава 4. Движение вязкой жидкости вблизи твердой поверхности.
- •4.1. Пограничный слой.
- •Т аким образом:
- •4.2. Физическая толщина пограничного слоя. Интегральные толщины.
- •4.3. Интегральное соотношение для пограничного слоя
- •4.4. Методы расчёта пограничного слоя при наличии продольного градиента давления
- •Глава 5. Осреднение параметров газового потока.
- •Глава 6. Сверхзвуковое течение газа.
- •С пониженным давлением.
- •Глава 7. Основные уравнения в механике жидкости и газа.
- •7.1. Уравнение неразрывности.
- •7.2. Уравнение движения.
- •7.3. Дифференциальные уравнения движения.
- •При этом в силу равновесия элемента имеет место равенство моментов сил
- •7.4. Дифференциальные уравнения Навье-Стокса.
- •7.5. Уравнение энергии.
- •7.6. Дифференциальное уравнение энергии.
- •7.7. Дифференциальные уравнения Эйлера.
- •2 .Стационарное винтовое течение:
- •Глава 8. Потенциальное движение идеальной жидкости.
- •Глава 9. Вихревое течение идеальной несжимаемой жидкости.
- •Глава 10. Основы теории подобия
- •Глава 11. Связь энтропии газового потока с коэффициентом сохранения полного давления.
Кинематические понятия и определения, используемые в прикладной гидрогазодинамике.
Жидкая частица – мысленно выделяемая весьма малая масса жидкости неизменного состава, по объему сравнимая с физически малым объемом. При движении жидкая частица может изменять объем и форму, но заключенная в ней масса жидкости остается неизменной.
Скорость жидкости (абсолютная скорость) – мгновенная скорость движения центра массы жидкой частицы (в данной точке).
Жидкий объем – мысленно выделяемый объем, состоящий из одних и тех же частиц. При движении может деформироваться, но сохраняет постоянную массу.
Внешняя (окружающая) среда – жидкость и все остальное, находящееся вне выделенного объема.
Контрольный объем – мысленно выделяемый объем, занимающей неизменное положение в пространстве.
Контрольная поверхность – поверхность, ограничивающая контрольный объем.
Траектория жидкой частицы - след частицы в пространстве при ее движении.
Линия тока – линия в пространстве, в каждой точке которой в данный момент времени векторы скорости частиц жидкости касательны. Линия тока – это тенденция движения жидкой частицы в пространстве в данный момент времени. Траектория – это реализованное движение. Линия тока и траектория совпадают только в установившихся течениях.
Жидкий контур – контур в пространстве, состоящий из одних и тех же жидких частиц.
Элементарная струйка тока – жидкость, движущаяся внутри поверхности, образованной линиями тока, проходящими через жидкий контур дифференциально малой протяженности.
Струйка тока – совокупность элементарных струек тока. Течение внутри элементарной струйки тока равномерно. Течение внутри струйки тока, вообще говоря неравномерно.
Вихревая линия – аналогична линии тока для поступательного движения жидкости, т.е. это линия в пространстве. касательная к которой в любой точке совпадает с направлением вектора угловой скорости частицы в данный момент времени.
Элементарная вихревая трубка – аналогична элементарной струйке тока для поступательного движения.
Вихревая трубка – аналогично струйке тока для поступательного движения.
Классификация сил, действующих в жидкости при ее движении.
Массовые силы - приложены ко всем жидким частицам, составляющим жидкий объем. К массовым силам относятся силы тяжести и силы инерции, а также силы взаимодействия частиц токопроводящей жидкости с электромагнитными полями.
Поверхностные силы – представляют воздействие внешней среды на поверхность выделенного объема. При этом различают нормальные и тангенциальные поверхностные силы. Нормальные силы – это силы давления, тангенциальные силы - это силы трения.
Глава 1. Одномерное энергоизолированное установившееся движение легкой идеальной жидкости.
1.1. Уравнение движения
Уравнение движения в данном частном случае течения может быть составлено на основе второго закона Ньютона следующим образом. Рассмотрим течение в элементарной струйке тока (рис 1).
Рис.1 Одномерное энергоизолированное движение