FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Wykład 9 Mechanika płynów

Statyka płynów Ciecz doskonała - nieściśliwa i nielepka siły powierzchniowe prostopadłe do powierzchni płynu płyn nieruchomy

Statyka płynów Prawo Pascala: Ciśnienie wywierane na ciecz przenosi się jednakowo we wszystkich kierunkach i  w całej objętości cieczy ma jednakową wartość . Prasa hydrauliczna

Ciśnienie hydrostatyczne Ciężar cieczy – siła parcia na dno: h S c p0 – ciśnienie zewnętrzne

Prawo Archimedesa siła parcia na górną ściankę: h1 h2 siła parcia na dolną ściankę: siła wypadkowa: Na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu równa ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało.

Prawo Archimedesa Różnica między siłą wyporu i siłą ciężkości: c  R

Hydrodynamika Pole prędkości: Zbiór wektorów prędkości dla każdego punktu cieczy (jest funkcją czasu). Pole prędkości: Linie, do których równoległe są wektory prędkości. Linie prądu: Przepływ stacjonarny: Linie prądu nie zależą od czasu. Rurki prądu: Obszar cieczy ograniczony liniami prądu.

Hydrodynamika Przepływ laminarny: Wektory prędkości są równoległe do kierunku przepływu Linie prądu nie przecinają się i zgodne są z torami cząstek cieczy Cząstki cieczy poruszające się wewnątrz strugi (rurki) prądu nie przecinają jej bocznych ścianek

Hydrodynamika Przepływ turbulentny - strugi płynu mieszają się

Równanie ciągłości Przepływ stacjonarny - wektory prędkości cieczy  zachowują stałe wartości w czasie Płyn nieściśliwy Przez przekroje S1 i S2 przepływa ta sama objętość cieczy w tym samym czasie

Równanie ciągłości v1 v2 a p1 p2 p1 > p2

Równanie Bernoulliego m Przepływ ustalony

Równanie Bernoulliego V· | : V

Równanie Bernoulliego Ciśnienie hydrostatyczne Ciśnienie dynamiczne Ciśnienie zewnętrzne

Równanie Bernoulliego Gdy h = const v1 v2 p1 p2 podciśnienie v1 < v2 Efekt dyszy p1 > p2

Pompa wodna woda duża prędkość małe ciśnienie zasysanie

Wypływ cieczy przez otwór Otwór bardzo mały: Wzór Torricellego:

Ruch cieczy lepkiej

Liczba Reynoldsa  - współczynnik lepkości,  - gęstość płynu, l  - wielkość charakteryzująca rozmiary przekroju poprzecznego  - współczynnik lepkości,  - gęstość płynu, v  - średnia dla danego przekroju prędkość płynu Mała wartość Re - przepływ laminarny Duża wartość Re - przepływ turbulentny Wartość krytyczna: np. dla okrągłej rury o promieniu r i l=r wartość krytyczna  1000

Siła nośna duża prędkość małe ciśnienie mała prędkość duże ciśnienie

Siła nośna duża prędkość małe ciśnienie mała prędkość duże ciśnienie

Jak żaglówka pływa pod wiatr? podciśnienie

Jak żaglówka pływa pod wiatr? Efekt dyszy

Siła Magnusa v1 < v2 v1 , p1 v2, p2 p1 > p2 F