Главная » Статьи » Темы по физике » Механика

Движение тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивление и подъёмная сила. Число Рейнольдса.

Движение тел в жидкостях и газах


При движении тела в такой жидкости на него действуют силы. Равнодействующую этих сил обозначим через R. Силу R можно разложить на две составляющих (рис. 1): R=Q+P.
Силу Q называют лобовым сопротивлением, а P – подъемной силой.

Если жидкость обладает вязкостью, то очень тонкий слой жидкости прилипает к поверхности тела и движется с ним как одно целое, увлекая за собой из-за трения последующие слои. По мере удаления от тела скорость уменьшается, то есть тело оказывается окруженным пограничным слоем жидкости, в котором скорость изменяется в направлении, перпендикулярном скорости. В нем действуют силы трения, которые в конечном итоге оказываются приложенными к телу и приводят к лобовому сопротивлению. Кроме того, из-за сил трения поток отрывается от поверхности тела, в результате чего позади тела возникают вихри. Вихри уносятся потоком и постепенно затухают вследствие трения. Давление в образующейся за потоком вихревой области оказывается пониженным, поэтому результирующая сил давления будет отлична от нуля, что в свою очередь обусловливает лобовое сопротивление. Рис. 2. Обтекание жидкостью полуцилиндра.


Лобовое сопротивление и подъёмная сила


Таким образом, лобовое сопротивление складывается из сопротивления трения и сопротивления давления. При этом сопротивление давления зависит от формы тела. Соотношение между сопротивлением трения и сопротивлением давления определяется свойствами жидкости. Лобовое сопротивление в идеальной жидкости отсутствует, в то время как подъемная сила может быть не равна нулю.

Всё, что здесь было описано скорее всего вызывает недопонимание, но давайте рассмотрим, что такое Лобовое Сопротивление!
Лобовое сопротивление — сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивление складывается из двух типов сил: сил касательного (тангенциального) трения, направленных вдоль поверхности тела, и сил давления, направленных по нормали к поверхности. Сила сопротивления является диссипативной силой и всегда направлена против вектора скорости тела в среде. Наряду с подъёмной силой является составляющей полной аэродинамической силы. (Т. е. сопротивление которое воздействует на переднюю часть крыла самолёта (Рис. 3))
В своё время (Рис. 4) помог мне разобраться с движением тел в среде. На рисунке продемонстрирован иллюстрированный пример благодаря чему летают самолёты. Этот наглядный пример должен помочь и вам.


Число Рейнольдса


Число Рейнольдса - это безразмерная характеристика потока жидкости, определенная отношением следующих величин:

  • динамического давления(ρu2)
  • касательного напряжения (μu / L) 
Или же
Характер потока жидкости или газа — ламинарный или турбулентный — определяется безразмерным числом, зависящим от скорости потока, вязкости и плотности жидкости и характерной длины элемента потока.
Численно равное.
Разбор обозначений:
 
— гидравлический диаметр, м;
— динамическая вязкость среды, Н·с/м2;
ρ — Плотность среды
v — Скорость движения в среде

[Если Нет рекламы, то отключи AdBlock]

Категория: Механика | Добавил: perec200 (23.01.2015)
Просмотров: 5641 | Теги: механика жидкостей, Рейнольдса, тела, движение, сопротивление | Рейтинг: 0.0/0
Поделись со всем миром:
Всего комментариев: 0
avatar