Гідродинамічний опір - фізична енциклопедія

Гідродинамічного опору - сила, що діє на тіло і перешкоджає його руху в рідині (газі), а також сила, що діє на рідину (газ) і перешкоджає руху рідини, дотичної на кордонах потоку з ін. Тілами - твердими, рідкими або газоподібними. Г. с. направлено в сторону, протилежну руху. Визначення Г. с.- одна з осн. задач гідроаеромеханіки. рішення к-рій дозволяє знайти необхідну тягу дві-гат. установок летат. апаратів, морських і річкових суден, швидкість їх руху, необхідні потужності енергоустановок, насосних і компресорних станцій, розраховувати газові, повітряні і гідравлічні. мережі, сан-техн. і вентиляц. пристрою та ін.






Г. с. - результат впливу різниць тисків, що виникають при обтіканні тіл і торкатися. напруг. діючих на кордонах дотику тіла і рідини (газу) і складається з опору тиску і опору тертя. Перше є проекцією на напрямок руху рівнодіюча нормальних, а друге - дотичних до поверхні складових сили, з до-рій рідина діє на кожен елемент поверхні тіла.

Опір тиску ХД представляють як твір різниці тисків на передній і задній сторонах обтічного тіла на площу його миделевого перетину S. Різниця тисків пропорційна швидкісного напору, де - щільність рідини (газу), v - швидкість рідини або тіла. Опір тертя ХТР також пропорційно q і площі зіткнення тіла з рідиною; при відомій формі тіла цю площу можна виразити через S. Повний Г. с. . де сх - безрозмірний коеф. опору, що залежить від подібності критеріїв - Рейнол'дса числа Re і Маху числа M.

Якщо тіло довільної форми рухається рівномірно в безмежній рідині, позбавленої тертя, так, що рідина зливається за тілом, опір тиску ХД дорівнює нулю (див. Д-Аламбера - Ейлера парадокс) .При русі тіла в в'язкої рідини за тілом утворюються вихори, що не дозволяють рідини (газу) замикатися за тілом, і опір тиску не дорівнює нулю. Частина кінетичної. енергії рухомого тіла витрачається на освіту, відрив і рух вихорів і в міру їх розсіювання необоротно перетворюється в теплоту. Необоротно переходить в теплоту і частина кінетичної. енергії, що витрачається на подолання опору тертя ХТР. Гл. частина Г. с. погано обтічних тіл (напр. платівки, перпендикулярній потоку, - рис. 1) становить опір тиску, а для добре обтічних тіл (напр. тонкої пластинки, що рухається в своїй площині, - рис. 2) Г. с. майже повністю складається з опору тертя.






При русі тіла на поверхні або поблизу поверхні важкої рідини виникає додатково хвильовий опір. У разі руху тіл в повітрі чи іншому газі Г. с. наз. аеродинамічним опором. доорої поділяють на складові: донне опір, індуктивний опір і хвильовий опір.

Г. с. виникає при русі рідини (газу) по трубах, каналах, відкритим руслах, зазвичай зв. гідравлічні. опором. У цьому випадку частина енергії (напору) рідини, що рухається (газу) витрачається на подолання внутрішнього (між частинками рідини) і зовнішнього (між рухомою рідиною або газом і обмежують поверхнями) тертя в плавних ділянках тракту, а також на освіту і відрив вихорів в неплавное ділянках - при різких поворотах, розширеннях або сужениях русла, перетікання через запірні і регулюючі пристрої, решітки, фільтри і т. п. Енергія або натиск рухомої рідини (газу), витрачена на подолання Г. с. наз. втраченої енергією (або напором) або просто втратами. Втрати на тертя залежать, в першу чергу, від довжини даної ділянки. Вони визначаються по ф-ле Вейсбаха:. а все втрати на місцеві опори визначаються за ф-ле. Тут - втрати повного тиску, vср - пор. швидкість рідини (газу) перед входом у розглянутий ділянку, і - безрозмірні коеф. втрат на тертя і місцеві опори, що залежать від розподілу швидкостей по перетину перед входом потоку в розглянутий ділянку і від чисел Re і M. Відповідно до ф-лій Вейсбаха, де - коеф. тертя, l - довжина, a dT - гідравлічний. діаметр каналу. Для визначення існують разл. теоретичні та емпіричні. ф-ли, що враховують їх залежність від Re, M і шорсткості поверхні. Повний Г. с. ділянки каналу

Теоретич. розрахунок Г. с. можливий лише в найпростіших випадках (напр. при безвідривному обтіканні деяких добре обтічних тіл або при перебігу рідини по прямій цилиндрич. трубі), тому в техніці Г. с, визначають за емпіріч. залежностям сх і від критеріїв подібності, отриманим на підставі багаточисельних. експери. досліджень.

Літ. Лойцянський Л. Г. Механіка рідини і газу, 5 видавництво. M. 1978; Ідельчик І. E. Довідник з гідравлічним опорам, 2 видавництва. M. 1975; Альтшуль А. Д. Кисельов П. Г. Гідравліка та аеродинаміка, 2 видавництва. M. 1975. С. Л. Вишневецький.







Схожі статті