В якості основних елементів, що характеризують потік рідини, розрізняють: площа живого перетину, змочений периметр, гідравлічний радіус, еквівалентний діаметр, середня швидкість потоку, витрата рідини.
Живим перерізом називається перетин потоку, проведене перпендикулярно лініям струму. (Лінією струму називається така лінія, дотичні до якої в будь-якій точці, збігаються з напрямом векторів швидкості частинок в даний момент часу.)
Змочений периметр - частина периметра живого перетину потоку, в якій рідина стикається з твердими стінками каналу або труби. (# 967 ;, м).
Гідравлічний радіус - характеристика живого перетину, що представляє собою відношення площі живого перетину до змоченій периметру
Середня швидкість - фіктивна швидкість (v, м / с), з якої повинні рухатися всі частинки рідини в даному живому перерізі, щоб витрата, що проходить через нього, дорівнював витраті, обчисленому за дійсними швидкостями всіх частинок в цьому ж перерізі. v = Q / w
Витрата - кількість рідини, що протікає через живий переріз потоку в одиницю часу.
витрата рідини по струму дорівнює добутку площі його живого перетину на середню швидкість (Q = v * w). При русі рідини розрізняють, відповідно витрати: об'ємний, ваговий і масовий.
u1 w1 = u2 w2 = ...... = un wn = const
Це рівняння називається рівнянням нерозривності (суцільності) для елементарної
цівки. Воно показує, що при сталому русі елементарний об'ємний витрата нестисливої рідини є величина постійна уздовж всієї цівки.
З огляду на, що потік рідини являє собою сукупність великого числа елементарних цівок, суцільно заповнюють площа його живого cеченія, загальна витрата рідини для всього потоку, очевидно, можна визначити як суму
елементарних витрат окремих цівок, з яких складається
u - швидкість елементарних цівок
Рівняння Д. Бернуллі для елементарної цівки нев'язкої рідини.
z + р / # 947; + u 2 / 2g = const
Це і є рівняння Д. Бернуллі для елементарної цівки ідеальної рідини. Воно показує, що для елементарної цівки ідеальної рідини повна питома енергія, т. Е. сума питомої енергії положення, питомої енергії тиску і кінетичної питомої енергії, є величина постійна у всіх перетинах.
Члени рівняння Бернуллі вимірюються в одиницях довжини і носять такі назви: z - нівелірна висота, або геометричний напір; р / # 947; - пьезометрические висота; u 2 / 2g -
швидкісна висота, або швидкісний натиск.
Рівняння Д. Бернуллі для елементарної цівки реальної рідини. Геометричне і енергетичне тлумачення рівняння Д. Бернуллі.
Завдяки в'язкості в реальної рідини відбуваються втрати механічної енергії потоку на тертя всередині рідини і об стінки каналу. При цьому відбувається розсіювання (дисипація) енергії. Енергія, втрачена на тертя, перетворюється в теплоту і йде на поповнення запасу внутрішньої енергії рідини, а частина її відводиться у вигляді тепла через стінки каналу.
Внутрішня енергія рідини не може бути безпосередньо використана для приведення рідини в рух і тому в гідравліці розглядається як втрата механічної енергії (втрата напору).
Для реальної рідини рівність порушується, і замість нього маємо. де - втрата напору на ділянці 1-2. Тоді для елементарної цівки реальної рідини рівняння Бернуллі набуде вигляду
Таким чином, повний напір вздовж цівки реальної рідини зменшується. Для характеристики відносної зміни повного напору на одиницю довжини вводиться поняття про гідравлічному ухилі
Наприклад, на ділянці трубопроводу 1-2 (див. Рис. 4.26)
Таким чином, гідравлічним ухилом називається відношення втрати напору до довжини, на якій вона відбувається.
Крім того, вводиться ще поняття про пьезометрические ухилі
П'єзометричний ухил може бути позитивним, рівним нулю і негативним.