Mechanika płynp. Wykład 9 14-I Wrocław University of Technology

Podobne dokumenty
Mechanika płynów. Wykład 9. Wrocław University of Technology

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

Wykład FIZYKA I. 12. Mechanika płynów. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Podstawy fizyki wykład 5

Gęstość i ciśnienie. Gęstość płynu jest równa. Gęstość jest wielkością skalarną; jej jednostką w układzie SI jest [kg/m 3 ]

KOLOKWIUM w piątek 8 grudnia

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

STATYKA I DYNAMIKA PŁYNÓW (CIECZE I GAZY)

Ciśnienie definiujemy jako stosunek siły parcia działającej na jednostkę powierzchni do wielkości tej powierzchni.

Mechanika cieczy. Ciecz jako ośrodek ciągły. 1. Cząsteczki cieczy nie są związane w położeniach równowagi mogą przemieszczać się na duże odległości.

16 GAZY CZ. I PRZEMIANY.RÓWNANIE CLAPEYRONA

Wykład 7. Mechanika płynów

Wykłady z Fizyki. Hydromechanika

Wykłady z fizyki FIZYKA III

(równanie Bernoulliego) (15.29)

Podstawy fizyki sezon 1 IX. Mechanika płynów

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 2

Wykład 12. Mechanika płynów

PŁYN Y RZECZYWISTE Przepływy rzeczywiste różnią się od przepływów idealnych obecnością tarcia (lepkości): przepływy laminarne/warstwowe - różnią się

WYKŁAD 1 WPROWADZENIE DO STATYKI PŁYNÓW 1/23

Płyny. ρ 12-1 W Y K Ł A D XI Gęstość. m = V

J. Szantyr Wykład nr 16 Przepływy w przewodach zamkniętych

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Rozdział 10. Statyka i dynamika płynów

Podstawy fizyki sezon 1 IX. Mechanika płynów

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

Aerodynamika i mechanika lotu

Zadanie 1. Zadanie 2.

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Teoria kinetyczna INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Siła grawitacji jest identyczna w kaŝdym przypadku,

Statyka Cieczy i Gazów. Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał

Doświadczenie B O Y L E

[ ] ρ m. Wykłady z Hydrauliki - dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD WPROWADZENIE 1.1. Definicje wstępne

Temperatura i ciepło E=E K +E P +U. Q=c m T=c m(t K -T P ) Q=c przem m. Fizyka 1 Wróbel Wojciech

[ ] 1. Zabezpieczenia instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego Przeponowe naczynie wzbiorcze. ν dm [1.4] Zawory bezpieczeństwa

Fizyka 1 Wróbel Wojciech

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ

ZEROWA ZASADA TERMODYNAMIKI

W technice często interesuje nas szybkość wykonywania pracy przez dane urządzenie. W tym celu wprowadzamy pojęcie mocy.

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

5. Jednowymiarowy przepływ gazu przez dysze.

Karta punktowania egzaminu do kursu Fizyka 1 dla studentów Wydziału Inż. Śr., kier. Inż. Śr. oraz WPPT IB. Zagadnienie 1.

SPRAWDZIAN NR Oceń prawdziwość każdego zdania. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest

MODELE ODPOWIEDZI DO PRZYKŁADOWEGO ARKUSZA EGZAMINACYJNEGO Z FIZYKI I ASTRONOMII

Fizyka dla Informatyków Wykład 8 Mechanika cieczy i gazów

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

J. Szantyr - Wykład 3 Równowaga płynu

Wykład 4 Gaz doskonały, gaz półdoskonały i gaz rzeczywisty Równanie stanu gazu doskonałego uniwersalna stała gazowa i stała gazowa Odstępstwa gazów

Równanie Bernoulliego. 2 v1

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

ĆWICZENIE BADANIE BEZPIECZEŃSTWA UŻYTKOWEGO SILOSÓW WIEŻOWYCH

MECHANIKA PŁYNÓW. Materiały pomocnicze do wykładów. opracował: prof. nzw. dr hab. inż. Wiesław Grzesikiewicz

Wykład 3. Diagramy fazowe P-v-T dla substancji czystych w trzech stanach. skupienia. skupienia

Równanie gazu doskonałego

ZADANIE 9.5. p p T. Dla dwuatomowego gazu doskonałego wykładnik izentropy = 1,4 (patrz tablica 1). Temperaturę spiętrzenia obliczymy następująco

TERMODYNAMIKA. Przedstaw cykl przemian na wykresie poniższym w układach współrzędnych przedstawionych poniżej III

SPRAWDZIAN NR 1. Szpilka krawiecka, położona delikatnie na powierzchni wody, nie tonie dzięki występowaniu zjawiska.

J. Szantyr Wykład nr 25 Przepływy w przewodach zamkniętych I

Termodynamika 1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wykład 7 Entalpia: odwracalne izobaryczne rozpręŝanie gazu, adiabatyczne dławienie gazu dla przepływu ustalonego, nieodwracalne napełnianie gazem

ZALEŻNOŚĆ CIŚNIENIA PARY NASYCONEJ WODY OD TEM- PERATURY. WYZNACZANIE MOLOWEGO CIEPŁA PARO- WANIA

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

1. Za³o enia teorii kinetyczno-cz¹steczkowej budowy cia³

TERMODYNAMIKA. Termodynamika jest to dział nauk przyrodniczych zajmujący się własnościami

Wykład 3. Prawo Pascala

Kalorymetria paliw gazowych

Opis techniczny. Strona 1

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 13: Współczynnik lepkości

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

25P3 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - III POZIOM PODSTAWOWY

A - przepływ laminarny, B - przepływ burzliwy.

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ 8

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

ZADANIA Z FIZYKI NA II ETAP

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie gęstości i lepkości płynów nieniutonowskich

Fizyka Podręcznik: Świat fizyki, cz.1 pod red. Barbary Sagnowskiej. 4. Jak opisujemy ruch? Lp Temat lekcji Wymagania konieczne i podstawowe Uczeń:

WYKŁAD 10 METODY POMIARU PRĘDKOŚCI, STRUMIENIA OBJĘTOŚCI I STRUMIENIA MASY W PŁYNACH

Aerodynamika i mechanika lotu

Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej.

Statyka najstarszy dział mechaniki, zajmujący się zachowaniem obiektów (ciał) fizycznych poddanych działaniu sił, lecz pozostających w spoczynku 1.

Wstęp do Geofizyki. Hanna Pawłowska Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

Termodynamika 2. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA ROK SZKOLNY 2017/ ) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych

Temat: Ruch płynów doskonałych. Równanie ciągłości

Gdy pływasz i nurkujesz również jesteś poddany działaniu ciśnienia, ale ciśnienia hydrostatycznego wywieranego przez wodę.

CZTERY ŻYWIOŁY. Q=mg ZIEMIA. prawo powszechnej grawitacji. mgr Andrzej Gołębiewski

Własności płynów - zadania

Entalpia swobodna (potencjał termodynamiczny)

WYKŁAD 14 PROSTOPADŁA FALA UDERZENIOWA

Wyznaczanie gęstości i lepkości cieczy

Ciśnienie zewnętrzne jest przenoszone we wszystkich kierunkach jednakowo.

FALE MECHANICZNE C.D. W przypadku fal mechanicznych energia fali składa się z energii kinetycznej i energii

Powtórzenie wiadomości z klasy I. Cząsteczkowa budowa materii. Ciśnienie, prawo Pascala - obliczenia.

Funkcjonowanie maszyn hydraulicznych

Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

FIZYKA KLASA 7 Rozkład materiału dla klasy 7 szkoły podstawowej (2 godz. w cyklu nauczania)

Fy=Fsinα NAPÓR CIECZY NA ŚCIANY PŁASKIE

Transkrypt:

Mechanika łyn ynów Wykład 9 Wrocław University of Technology 4-I-0

4.I.0 Płyny Płyn w odróŝnieniu od ciała stałego to substancja zdolna do rzeływu. Gdy umieścimy go w naczyniu, rzyjmie kształt tego naczynia. Płyny od tą nazwą rozumiemy ciecze i gazy!

4.I.0 Gęstość Gęstość łynu jest równa ρ m V g cm 3 3 000 kg m Aby wyznaczyć gęstość łynu ρ w ewnym jego unkcie, wydzielamy mały element objętości V w otoczeniu tego unktu i mierzymy masę m łynu zawartego w tej objętości. Substancja lub ciało Gęstość [kg/m 3 ] Przestrzeń międzygwiazdowa 0-0 Powietrze (0 o C, atm). Styroian 60.5 Lód 0.97. 0 3 Krew.060. 0 3 Ziemia 5.5. 0 3 Słońce.4. 0 3 Jądro uranu 3. 0 7 3

4.I.0 Ciśnienie Definicja: F S [ ] Pascal Pa N / m F jednostkowa siła rostoadła do owierzchni S Atm.0. 0 5 Pa.03 bar 760 Tr 4.7 funt/in Atmosfera (atm) jest to - jak wskazuje sama nazwa - rzybliŝona wartośćśrednia ciśnienia atmosferycznego na oziomie morza. Tor (Tr), nazwany tak na cześć Evangelisty Toricellego, który wynalazł barometr rtęciowy w 647 roku, nazywany jest równieŝ milimetrem słua rtęci (mm Hg). 4

4.I.0 Płyny w soczynku F F + mg F S F S ( y ) S S + ρsg y ( y ) + ρg y Oznaczając rzez 0 ciśnienie atmosferyczne na owierzchni cieczy, otrzymujemy: y 0, oraz y h 0, 0 + ρgh 5

4.I.0 Płyny w soczynku 0 + ρgh Ciśnienie w ewnym unkcie w łynie znajdującym się w równowadze statycznej zaleŝy od głębokości tego unktu od owierzchnią łynu, a nie zaleŝy od oziomych rozmiarów łynu ani zbiornika, w którym łyn jest zawarty. 6

4.I.0 Pomiary ciśnienia Manometr rtęciowy Manometr otwarty 7

4.I.0 Prawo Pascala W zamkniętej objętości nieściśliwego łynu zmiana ciśnienia jest rzenoszona bez zmiany wartości do kaŝdego miejsca w łynie i do ścian zbiornika. Ciśnienie w dowolnym unkcie cieczy P wynosi: zewn + ρgh Nastęnie, do zbiornika ze śrutem dosyujemy nieco śrutu, w wyniku czego ciśnienie zewn wzrasta o zewn. Zatem zmiana ciśnienia w unkcie P jest równa : zewn Ten rzyrost ciśnienia nie zaleŝy od h, a więc musi być taki sam w kaŝdym unkcie cieczy, co właśnie stwierdza rawo Pascala. 8

4.I.0 Prasa hydrauliczna F S F S wyj wyj F F Jeśli rzesuniemy tłok ściowy w dół o odcinek d, to tłok wyjściowy rzesunie się w górę o odcinek d wyj V S d wyj d d stąd gdy S wyj > S, rzemieszczenie tłoka wyjściowego jest mniejsze niŝ rzemieszczenie tłoka ściowego. Praca wykonana rzez siłę wyjściową: S S S wyj wyj wyj d wyj S wyj S W Fwyj dwyj F d S S wyj S S F wyj d 9

4.I.0 Prawo Archimedesa Na ciało całkowicie lub częściowo zanurzone w łynie działa ze strony łynu siła wyoru F w. Jest ona skierowana ionowo do góry, a jej wartość jest równa cięŝarowi m g łynu wyartego rzez to ciało. Siła wyoru, jaka działa na ciało w łynie, ma wartość: F wy m rzy czym m jest masą łynu wyartego rzez ciało. g CIĘśAR POZORNY CIĘśAR - RZECZYWISTY WARTOŚĆ SIŁY WYPORU 0

4.I.0 Ruch łynów doskonałych. Przeływ ustalony. Przeływ jest ustalony (nazywany teŝ laminarnym), gdy rędkość oruszającego się łynu w kaŝdym wybranym unkcie nie zmienia się w uływem czasu, zarówno co do wartości, jak i co do kierunku.. Przeływ nieściśliwy. Będziemy zakładać, odobnie jak to juŝ robiliśmy dla łynów w soczynku, Ŝe nasz doskonały łyn jest nieściśliwy, to znaczy, Ŝe jego gęstość jest stała. 3. Przeływ nieleki. Z grubsza rzecz biorąc, lekość łynu jest miarą ooru, jaki stawia łyn jego rzeływowi. 4. Przeływ bezwirowy.

4.I.0 Równanie ciągłości

4.I.0 Równanie ciągłości Prędkość elementu e jest równa v, zatem w rzedziale czasu t element ten rzebywa wzdłuŝ rury odcinek o długości x v t. Wobec tego w rzedziale czasu t rzez linię rzerywaną rzeływa łyn o objętości V równej V S x Sv t V Sv t Sv t S - równanie ciągłości v Sv Wynika z niego, Ŝe rędkość rzeływu wzrasta, gdy maleje ole rzekroju orzecznego, rzez który łyn rzeływa. 3

4.I.0 Równanie Bernoulliego Oznaczenia: y, v i - oziom, rędkość i ciśnienie łynu wchodzącego do rury z le strony; y, v i - odowiednie wielkości odnoszące się do łynu wychodzącego z rury z ra strony. + ρ v + ρgy + ρv + ρgy Równanie Bernoulliego: + ρv + ρgy const 4

4.I.0 Równanie Bernoulliego Równanie Bernoulliego dla łynu w soczynku, v v 0 ( y ) + ρg y Równanie Bernoulliego dla łynu, który w trakcie rzeływu nie zmienia ołoŝenia w ionie (y jest stałe n. y 0) + ρ v + ρv Jeśli rzy rzeływie wzdłuŝ oziomej linii rądu rędkość elementu łynu wzrasta, to ciśnienie łynu maleje i na odwrót. Równanie Bernoulliego stosuje sięściśle jedynie dla łynu doskonałego. Gdy wystęują siły lekości, nie wolno nam ominąć zmian energii termicznej łynu. 5

4.I.0 Równanie Bernoulliego Wyrowadzenie Zasada zachowania energii w ostaci związku racy ze zmianą energii kinetycznej: W E k Zmiana energii kinetycznej jest wynikiem zmiany rędkości łynu między końcami rury, a zatem wynosi: E k mv mv ρ V ( v v ) Praca wykonana nad układem ma dwa źródła. Po ierwsze, siła cięŝkości ( mg) wykonuje racę W g nad łynem o masie m, wznosząc go z oziomu ściowego na wyjściowy. Praca ta jest równa: W g ( y y ) g V ( y ) mg ρ y Jest ona ujemna ze względu na rzeciwne kierunki rzemieszczenia łynu (skierowanego w górę) i siły cięŝkości (skierowanej w dół). 6

4.I.0 Równanie Bernoulliego Po drugie, raca jest teŝ wykonywana nad układem (na ściowym końcu rury), gdy łyn jest wtłaczany do rury, oraz rzez układ (na wyjściowym końcu rury), gdy łyn jest wyychany z rury. Całkiem ogólnie moŝemy owiedzieć, Ŝe raca wykonana rzez siłę o wartości F, działającą na róbkę łynu o olu rzekroju orzecznego S, rzy rzemieszczeniu łynu na odległość x, jest równa F x ( S )( x) ( S x) V Praca wykonana nad układem jest zatem równa V, a raca wykonana rzez okład wynosi - V. Ich suma W jest równa: W ( ) V V + V Związek racy ze zmianą energii kinetycznej: ρg V W W g + W E ( ) ( ) ( y y V ρ V v v ) k 7

4.I.0 Efekt Magnusa 8

4.I.0 Efekt Magnusa 9

4.I.0 Efekt Magnusa 0

4.I.0 Efekt Magnusa