Гідродинаміка

Наука гідродинаміка розглядає закони рухомої рідини.

Основне завдання гідродинаміки (пряма задача гідродинаміки) полягає у визначенні залежності втрати напору () як функції швидкості або витрати Q.

або

Обернена задача:

В свою чергу в залежності від способу контактування рідини з твердою поверхнею розглядаються внутрішня ,зовнішня і змішана задачі гідродинаміки.

Внутрішня задача - випадки, коли рідина рухається в трубах, каналах або апаратах.

Зовнішня задача – випадки, коли окремі тверді частинки рухаються у об’ємі рідини.

Змішана задача –випадки, коли велика кількість частинок одночасно розміщена або рухається в рідині.

Розглянемо характеристики потоку рідини у випадку внутрішньої задачі

Об’ємна витрата рідини – це об’єм рідини, що проходить за одиницю часу через певний переріз потоку:

- час

- об’єм рідини

Масова витрата

Середня швидкість руху рідини , в центрі труби , біля стінки труби

Середня швидкість руху визначається

де - об’ємна витрата

- площа поперечного перерізу потоку;

Еквівалентний діаметр d_е –визначається, як чотири площі потоку поділені на змочений периметр П.

де змочений периметр П – це сумарний розмір, яким визначається контакт потоку рідини з твердою поверхнею.

Приклади

a) для перерізу потоку у круглій трубі

b) для кільцевого перерізу типу труба в трубі

Еквівалентний d_е – це такий гіпотетичний діаметр, для якого виконується співвідношення , як для круглого перерізу труби.

Гідравлічний радіус

; таким чином