Динамические жидкости: типы, характеристики, уравнение Бернулли, теорема Торичелли, формулы и примеры задач

Динамические жидкости: типы, особенности, уравнение Бернулли, теорема Торичелли, формулы и примеры задач – Что такое динамическая жидкость и ее типы? В этом случае Se в отношении Knowledge.co.id обсудит это и, конечно, другие вещи, которые также охватывают это. Давайте вместе посмотрим на обсуждение в статье ниже, чтобы лучше понять его.

---

Динамические жидкости: типы, характеристики, уравнение Бернулли, теорема Торичелли, формулы и примеры задач

---

Жидкость – это вещество, которое может течь. Слово «жидкость» включает автомобиль, воду и газ, потому что эти два вещества могут течь, в то время как камень и твердые предметы или все твердые вещества не классифицируются как жидкости, потому что они не могут течь.

Все жидкости можно сгруппировать в жидкости, потому что они могут перетекать из одного места в другое. Помимо жидкостей, газы также являются жидкостями. Газы также могут перетекать из одного места в другое. Дуновение ветра является примером перемещения воздуха из одного места в другое.

Жидкость является одним из важных аспектов в повседневной жизни. Каждый день люди дышат ею, пьют ее, плавают или тонут в ней. Каждый день через него пролетают самолеты и проплывают корабли.

Точно так же подводная лодка может плавать или плавать в нем. Вода, которую мы пьем, и воздух, которым мы дышим, также постоянно циркулируют в организме человека, хотя мы часто этого не осознаем.

Динамические жидкости — это жидкости (могут быть жидкости, газы), которые движутся. Для удобства изучения жидкость здесь считается стационарной (имеет постоянную скорость относительно время), несжимаемый (не меняющий объем), не вязкий, не турбулентный (не испытывающий раунды).

Гидродинамика – это наука, изучающая движущиеся жидкости. Прежде чем изучать движущиеся жидкости, необходимо знать идеальную жидкость и типы течения жидкости.

---

Идеальная жидкость

Идеальная жидкость – это несжимаемая жидкость, движущаяся без трения и имеющая стационарное течение:

• Течение стационарное, то есть скорость каждой частицы жидкости в определенной точке постоянна как по величине, так и по направлению. Устойчивый поток возникает в медленном потоке.
• Поток иррационален, что означает, что в каждой точке жидкая частица не имеет углового момента по отношению к этой точке. Поток следует текущей линии (линии потока).
• Несжимаемый (несжимаемый), означающий, что жидкость не испытывает изменения объема (плотности) из-за давления.
• Она не вязкая, то есть не испытывает трения ни с окружающими ее слоями жидкости, ни со стенками, через которые проходит. Вязкость в потоке жидкости связана с вязкостью.

---

Тип потока жидкости

Существует несколько типов течения жидкости. Путь, по которому движется жидкость, называется линией тока. Вот некоторые типы течения жидкости, а именно следующие:

• Прямой или ламинарный поток — это плавный поток жидкости. Соседние слои плавно скользят друг по другу. В этом потоке частицы жидкости движутся по ровной траектории, и эти траектории не пересекаются. Ламинарный поток встречается в воде, протекающей по трубам или шлангам.
• Турбулентный поток – это течение, характеризующееся наличием беспорядочных кругов и напоминающее вихрь. Турбулентное течение часто встречается в реках и канавах.

---

Динамические характеристики жидкости

Общие характеристики гидродинамики следующие:

• жидкость считается несовместимой
• считается, что жидкость движется без трения, даже если есть движение материала (у него нет вязкости)
  Течение жидкости является стационарным течением, то есть скорость и направление движения частиц пулида, проходящих через определенную точку, всегда постоянны.
• не зависящий от времени (установившийся), что означает, что скорость постоянна в определенной точке и образует ламинарный (слоистый) поток

---

Динамические формулы жидкости

• ---

  дебет

Дебет — это количество жидкости, протекающей в единицу времени (обычно в секунду).

Где :

Q = расход (м³/s)

A = площадь поперечного сечения (м²)

V = расход жидкости (м/с)

Поток жидкости часто выражается в терминах скорости потока.

Где :

Q = расход (м³/s)

V = объем (м³)

t = временной интервал (с)

• ---

  Теорема Торичелли

Теорема Торичелли представляет собой явление вытекания воды из отверстия резервуара для воды.

Величина кинетической энергии воды, вытекающей из отверстия резервуара для воды, равна величине потенциальной энергии.

Следовательно, скорость разбрызгивания воды в отверстии такая же, как и при свободном падении воды с предельного уровня воды.

Потому что чем больше разница между высотой отверстия и предельным уровнем воды, тем быстрее будет разбрызгивание воды.

Х= 2√(чН)
т = √(2Н/г)

Информация :
v - скорость жидкости, покидающей отверстие
H - расстояние, с которого жидкость (грунт) падает до отверстия утечки.
X - горизонтальное расстояние, на которое падает жидкость.
t - время, за которое жидкость коснется земли
h – расстояние от поверхности жидкости до отверстия утечки

• ---

  Уравнение непрерывности

Уравнение неразрывности — это уравнение, связывающее скорость жидкости в одном месте с другим.

Прежде чем выводить взаимосвязь, лучше понять некоторые термины потока жидкости. Линия потока может быть интерпретирована как идеальный путь потока жидкости (мягкий поток).

Касательная находится в точке на линии, которая задает направление скорости потока жидкости.

Линии потока жидкости не пересекаются друг с другом. Водяная труба представляет собой набор линий потока.

Q1 = Q2
А1в1 = А2в2

• ---

  уравнение Бернулли

Закон Бернулли — это закон, основанный на законе сохранения энергии и проявляющийся в течении жидкости.

Этот закон гласит, что величина давления (p), кинетическая энергия, давление на единицу объема и потенциальная энергия на единицу объема имеют одинаковое значение в каждой точке вдоль линии тока.

P + 1/2 ρv2 + ρgh = константа

P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2

Информация :
P — давление (Паскаль = Па = Н/м2)
р — плотность жидкости; жидкость или газ (кг/м3)
g — ускорение свободного падения (м/с2)

---

Примеры динамических задач жидкости

---

Проблема 1.

2012/2013 Вопросы национального экзамена по физике SMA SA 55 No.15

Большая ванна, наполненная водой, и кран, как на картинке. Если g = 10 мс^-2, то скорость струи воды из крана равна...

А 3 мс^-1
Б. 8 мс^-1
С. 9 мс^-1
Д. 30 мс^-1
Э. 900 мс^-1

Обсуждение
Известен :
Высота (h) = 85 см – 40 см = 45 см = 0,45 метра
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²
Разыскивается: Скорость струи воды из крана (v)
Отвечать :

Теорема Торричелли утверждает, что скорость струи воды через отверстие на расстоянии h от поверхности воды равна скорости свободного падения воды с высоты h.
Скорость водяной струи рассчитывается по формуле свободного падения. в_т² = 2 г ч
в_т² = 2 г ч = 2(10)(0,45) = 9
в_т = √9 = 3 м/с
Правильный ответ А.

Проблема 2.

Трубы для отвода воды прикреплены к стене дома, как показано на следующем рисунке! Соотношение площадей поперечного сечения большой трубы и малой трубы 4:1.
Положение большой трубы на высоте 5 м над землей, а малой трубы на высоте 1 м над землей. Скорость течения воды в большой трубе 36 км/ч при напоре 9,1 х 10⁵ Па. Определять:

а) Скорость воды в тонкой трубе

б) Разность давлений в двух трубах
в) Давление в малой трубе
(ρ_вода = 1000 кг/м³)

Обсуждение
Известно: ч₁ = 5 м; час₂ = 1м; в₁ = 36 км/ч = 10 м/с; п₁ = 9,1 х 10⁵ Па; А₁: А₂ = 4: 1

а) Скорость воды в тонкой трубе
Уравнение непрерывности:
А₁в₁ = А₂в₂
(4)(10) = (1) (в₂)
в₂ = 40 м/с

б) Разность давлений в двух трубах
Из уравнения Бернулли:
п₁ + ¹/₂ ρв₁² + ргх₁ = П₂ + ¹/₂ ρв₂² + ргх₂
п₁ − П₂ = ¹/₂ ρ(в₂² − в₁²) + ρg (h₂ − час₁)
п₁ − П₂ = ¹/₂(1000)(40² − 10²) + (1000)(10)(1 − 5)
п₁ − П₂ = (500)(1500) − 40000 = 750000 − 40000
п₁ − П₂ = 710000 Па = 7,1 х 10⁵ Pac) Давление в малой трубе
п₁ − П₂ = 7,1 х 10⁵
9,1 х 10⁵ − П₂ = 7,1 х 10⁵
п₂ = 2,0 х 10⁵ Па

Проблема 3.

Резервуар наполнен водой, а в стене есть отверстие (см. рисунок). Скорость воды на выходе из отверстия равна… (g = 10 мс^-2)

А 12 мс^-1
Б. 10 мс^-1
С. 6 мс^-1
Д. 5 мс^-1
Э. 2 мс^-1

Обсуждение
Известен :
Высота (h) = 1,5 м – 0,25 м = 1,25 метра
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²
Разыскивается: скорость воды при выходе из отверстия (v)
Отвечать :
в_т² = 2 г ч = 2(10)(1,25) = 25
в_т = √25 = 5 м/с
Правильный ответ Д.

Проблема 4.

Резервуар с водой высотой 1 метр (g = 10 мс^-2), а на стене есть отверстие для протечки (см. рисунок). Скорость воды, вытекающей из отверстия, равна...
А 1 мс^-1
Б. 2 мс^-1
С. 4 мс^-1
Д. 8 мс^-1
Э. 10 мс^-1
Обсуждение
Известен :
Высота (h) = 1 м – 0,20 м = 0,8 метра
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²
Разыскивается: скорость воды при выходе из отверстия (v)
Отвечать :
в_т² = 2 г ч = 2(10)(0,8) = 16
в_т = √16 = 4 м/с
Правильный ответ Д.

Проблема 5.

Труба несет воду с расходом 1 м3 каждую секунду и будет использоваться для заполнения плотины размером (100 х 100 х 10) м. Затем рассчитайте время, необходимое для заполнения Дамбы до краев!.

Отвечать :

Таким образом, ответ — это время, необходимое для заполнения плотины, а именно 100 000 секунд.

Таким образом, обзор от Seputarknowledge.co.id о Динамические жидкости,надеюсь, может добавить к вашему пониманию и знаниям. Спасибо за посещение и не забудьте прочитать другие статьи.