Фізичний сенс коефіцієнта Коріоліса - студопедія

Як уже згадувалося, коефіцієнт носить назву коефіцієнта кінетичної енергії, корективу швидкості, коефіцієнта Коріоліса. З'ясуємо фізичний зміст цієї величини.

Як вже зазначалося вище, другий член в рівнянні (9.13) являє собою кінетичну енергію секундної маси потоку, яка визначається істинним розподілом швидкостей в перетині, тобто

Якби швидкості в перерізі були б розподілені рівномірно, то (- середня швидкість потоку), і кінетична енергія потоку була б

Розділивши (9.23) на (9.24), отримаємо:

Отже, коефіцієнт Коріоліса є відношенням кінетичної енергії потоку, обчисленої по справжньому розподілу швидкостей, до кінетичної енергії, визначеної за середньої швидкості.

Для з'ясування питання розглянемо гіпотетичний «потік», що складається з двох цівок, швидкості яких м / с і м / с і обчислимо коефіцієнт Коріоліса.

Справжня кінетична енергія (сума кінетичних енергій цівок)

і. т. е. (справжня кінетична енергія більше середньої).

Легко переконається, що чим більше нерівномірність розподілу швидкостей, тим більше коефіцієнт Коріоліса. Так, якщо м / с, а м / с, то. Очевидно, що мінімальне значення буде при рівномірному розподілі швидкостей. Дійсно, нехай м / с, тоді і. Отже, можна стверджувати, що виправляє помилку, що виникає при обчисленні кінетичної енергії при заміні справжнього розподілу швидкостей умовним рівномірним.

Забігаючи трохи наперед, відзначимо, що в природі існує два принципово відрізняються режиму течії рідини: ламінарний і турбулентний. При ламінарному плині в трубах. при турбулентному. Це дає підстави стверджувати, що в турбулентному потоці швидкості в поперечному перерізі розподілені істотно равномерней, ніж в ламінарному (епюра турбулентного потоку більш «наповнена», ближче до прямокутної в порівнянні з епюр ламинарного потоку).

Підіб'ємо деякі підсумки. Використання струменевого моделі потоку і зведення його до одновимірного шляхом запровадження подання про середню швидкість дозволяють отримати одне з основних рівнянь гідродинаміки - рівняння Бернуллі для потоку в'язкої рідини. Принципово, за допомогою цього рівняння можна розрахувати рух рідини в каналах при сталому перебігу і умови, що в обраних перетинах потік слабодеформірованний або паралельно-струменевий. Однак, для повного вирішення завдання необхідно вміти визначати втрати напору (), що виникають при русі рідини в каналах. Ця далеко не просте завдання і буде предметом подальшого розгляду.

Схожі статті