Основные параметры потока

Живое сечение потока – поверхность в пределах потока, перпендикулярная к направлению его движения.

Живое сечение потока характеризуется площадью живого сечения ω, смоченным периметром χ, гидравлическим радиусом R_г.

Смоченный периметр χ – часть периметра живого сечения потока, по которому он соприкасается с твердыми стенками.

Рисунок 3.1

Гидравлический радиус R – отношение площади живого сечения потока к смоченному периметру.

(3.1)

Расход потока (Q) – это количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени.

Различают расход: объемный Q, весовой G, массовый M.

Объемный расход:

, м³/с (3.2)

Весовой расход:

, Н/с (3.3)

Массовый расход:

, кг/с (3.4)

Уравнение расхода. Средняя скорость потока

При установившимся движении несжимаемой жидкости и отсутствии притока и оттока жидкости между рассматриваемыми сечениями 1–1, 2–2 и n–n расход на участке потока между ними является постоянным:

(3.5)

Рисунок 3.2

Выражение (3.5) называется уравнением постоянства объемного или уравнением неразрывности движения для потока.

Из него следует:

(3.6)

Т.е. средние скорости в живых сечениях потока несжимаемой жидкости обратно пропорциональны их площадям.

Уравнение расхода является законом сохранения вещества для потока (струйки) жидкости, записанное при условии постоянства плотности жидкости в пределах рассматриваемого потока (струйки).

Средней скоростью в живом сечении V называется условная, одинаковая для всех точек сечения скорость, при которой расход потока будет такой же, как и при различных местных скоростях.

Средняя скорость в живом сечении может быть определена из формулы:

, м/с (3.7)