Поток жидкости и его параметры

Поток жидкости характеризуется такими параметрами как площадь живого сеченияS, расход жидкости Q(G), средняя скорость движения υ.

Живым сечением потока жидкости называется сечение, которое перпендикулярно в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Поэтому живое сечение потока — криволинейная плоскость (рис. 2, а, линия I—I). В виду незначительного расхождения векторов скорости в гидродинамике за живое сечение принимается плоскость, расположенная перпендикулярно скорости движения жидкости в средней точке потока (рис. 2, б).

Рис. 2. Векторы скорости потока жидкости (а) и живое сечение потока (б)

Расход жидкости — это количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Расход может определяться в массовых долях G и объемных Q.

Средняя скорость движения жидкости — это средняя скорость частиц в живом сечении потока.

Если в живом сечении потока, движущегося, например, в трубе, построить векторы скорости частиц и соединить концы этих векторов, то получится график изменения скоростей (эпюра скоростей) (рис. 3).

Рис. 3. Распределение скоростей движения жидкости в живом сечении трубы при течении: а — турбулентном; б — ламинарном

Если площадь такой эпюры разделить на диаметр данной трубы, то получится значение средней скорости движения жидкости в данном сечении:

где S_э — площадь эпюры местных скоростей;

d — диаметр трубы.

Объемный расход жидкости рассчитывается по формуле

где Q — площадь живого сечения потока.

Параметры потока жидкости определяют характер движения жидкости. При этом оно может быть установившимся и неустановившимся, равномерным и неравномерным, неразрывным и кавитационным, ламинарным и турбулентным.