Hydrodynamika
Transkrypt
Hydrodynamika
Hydrodynamika Płyny doskonałe i rzeczywiste 1. 2. 3. 4. Przepływ laminarny – prędkość poruszającego się płynu w każdym wybranym punkcie nie zmienia się z upływem czasu. Przepływ nieściśliwy – gęstość płynu jest stała. Przepływ nielepki – brak strat związanych z oporem wewnętrznym. Przepływ bezwirowy – zawieszona w płynie cząstka nie obraca się względem środka masy. Przepływ cieczy można zobrazować poprzez linie prądu (tory cząstek) Prędkość cząstki jest zawsze styczna do linii prądu. Równanie ciągłości ∆V = S∆x = Sv∆t S1v1 = S 2 v 2 Strumień objętościowy Rm = ρRV = ρSv = const Szybkość przepływu masy (strumień masy) Równanie Bernoulliego p1 + 1 2 1 ρv1 + ρgy1 = p 2 + ρv 22 + ρgy 2 2 2 Jeśli przy przepływie wzdłuż poziomej linii prądu prędkość elementu płynu wzrasta, maleje ciśnienie. y = const p1 + 1 2 1 ρv1 = p 2 + ρv 22 2 2 Sonda Venturiego p1 + 1 2 1 ρv1 = p 2 + ρv 22 2 2 v1 = 2(ρ m − ρ )gh ⋅ S2 2 2 ρ S1 − S 2 ( ) Rurka Pitota p A = pB + ρ pv2 2 p A = p B + ρ m gh v= 2 ρ m gh ρ Równanie Bernoulliego - przykłady Skrzydło samolotu Równanie Bernoulliego - przykłady Rozpylacz / pompa wodna www.vaccon.com Płyny rzeczywiste Przepływ wirowy Płyny rzeczywiste Przepływ turbulentny (burzliwy) Skrzydło – symulacja powstawania turbulencji O charakterze przepływu decyduje tzw. liczba Reynoldsa Re Lepkość τ= ∂v T =η x A ∂y Dynamiczny współczynnik lepkości [Pa·s] Kinematyczny współczynnik lepkości ν =ηρ Opór dynamiczny, liczba Reynoldsa Opór dynamiczny ciała jest sumą oporu siły tarcia wewnętrznego T i oporu ciśnieniowego R ∂v x T = ηA ∂y Współczynnik lepkości T = BηLv Rozmiar ciała Prędkość ciała R = CρAv 2 = CρL2 v 2 Liczba Reynoldsa – charakteryzuje tzw. podobieństwo hydrodynamiczne R CρL2 v 2 C ρLv = = T BηLv B η Re << 1 przepływ warstwowy Re >> 1 przepływ burzliwy Współczynnik oporu Współczynnik oporu zależy nie tylko do kształtu, ale również od powierzchni bryły. Współczynnik oporu - pojazdy Honda Insight: 0.25 Formuła 1: 0.7 do 1 Chrysler/Benz Bionic: 0.19 „Car and driver”, 2003 Prędkość graniczna Skoczek: 195 km/h - 320 km/h Joseph Kittinger – 989 km/h (1960r)