Величины гидродинамических давлений p и скоростей u в потоке жидкости в общем случае распределены неравномерно, они меняются при переходе от одной точки потока к другой, т.е. являются функциями координат (x, y, z).
Помимо того гидродинамические давления и скорости в одних и тех же фиксированных точках потока могут изменяться во времени как по величине, так и по направлению. Эти условия в общем виде могут быть записаны следующим образом:
p = f1(x, y, z, t);
ux = f2(x, y, z, t);
uy = f3(x, y, z, t); (В – 2)
uz = f4(x, y, z, t).
Такой вид движения, при котором гидродинамические давления и скорости в каждой точке потока жидкости изменяются во времени по величине и направлению, называется неустановившимся движением.
Примерами неустановившегося движения жидкости могут служить движение воды в реке во время весеннего половодья или при разрушении плотины.
Мы будем, в основном, рассматривать вопросы, касающиеся установившегося движения жидкости, при котором скорости и гидродинамические давления в каждой точке потока не изменяются во времени, а являются лишь функциями координат
p = f 1 (x, y, z);
ux = f 2 (x, y, z);
uy = f 3 (x, y, z); (В – 3)
uz = f 4 (x, y, z).
Примерами установившегося движения жидкости являются: движение жидкости (воды, бензина, масла) в трубопроводе с постоянной скоростью течения; движение воды в канале постоянного сечения при постоянной глубине воды.
Неравномерное и равномерное движение жидкости
Обычно рассматривают два вида установившегося движения жидкости - неравномерное и равномерное движение.
Неравномерным называется такой вид установившегося движения потока жидкости, при котором все элементы потока (скорости, живые сечения, глубины и пр.) изменяются вдоль потока (вниз по течению).
Примерами неравномерного движения могут служить движение воды в реке при подпоре потока плотиной или какой-нибудь иной преградой; при стеснении русла реки опорами моста, расширении русла и т.д.
Равномерным называется вид установившегося движения, при котором элементы потока (скорости, живые сечения, глубины и пр.) не изменяются вдоль потока.
Примерами могут служить движение воды в трубе постоянного сечения или в призматическом открытом канале с постоянной глубиной наполнения, шириной и живым сечением канала.
Напорное и безнапорное движение жидкости
Как неравномерное, так и равномерное движение жидкости могут проявляться в двух формах: напорного и безнапорного движения.
Движение потока в трубе (водоводе) полным ее сечением, когда давление в жидкости больше атмосферного, называется напорным (Рис. 1.7, а).
Движение потока со свободной поверхностью, давление над которой известно и одинаково на протяжении потока называется безнапорным (открытые русла, каналы (Рис. 1.7, в) трубы, коллекторы, туннели с частичным заполнением трубы (Рис. 1.7, б) и т.д.).
Рис. 1.7
1.3. РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
