STATYKA I DYNAMIKA PŁYNÓW (CIECZE I GAZY)

Podobne dokumenty
MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

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

Podstawy fizyki sezon 1 IX. Mechanika płynów

Wykład 7. Mechanika płynów

Podstawy fizyki sezon 1 IX. Mechanika płynów

Podstawy fizyki wykład 5

Wykład 12. Mechanika płynów

KOLOKWIUM w piątek 8 grudnia

Rozdział 10. Statyka i dynamika płynów

Aerodynamika i mechanika lotu

18. Siły bezwładności Siła bezwładności w ruchu postępowych Siła odśrodkowa bezwładności Siła Coriolisa

Temat: Ruch płynów doskonałych. Równanie ciągłości

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

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

Prędkości cieczy w rurce są odwrotnie proporcjonalne do powierzchni przekrojów rurki.

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

Fizyka dla Informatyków Wykład 8 Mechanika cieczy i gazów

Równanie Bernoulliego. 2 v1

Prawa ruchu: dynamika

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

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

Kurs teoretyczny PPL (A) Dlaczego samolot lata?

Mechanika płynów. Wykład 9. Wrocław University of Technology

RÓWNANIE MOMENTÓW PĘDU STRUMIENIA

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

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

Opory ruchu. Fizyka I (B+C) Wykład XII: Tarcie. Ruch w ośrodku

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

dn dt C= d ( pv ) = d dt dt (nrt )= kt Przepływ gazu Pompowanie przez przewód o przewodności G zbiornik przewód pompa C A , p 1 , S , p 2 , S E C B

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

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

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY NA PODSTAWIE PRAWA STOKESA

Wykład FIZYKA I. 3. Dynamika punktu materialnego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

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

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

(równanie Bernoulliego) (15.29)

Aerodynamika. Adrian Kocemba / Electronics and Telecommunications. 31 października 2014

Dlaczego samoloty latają? wykonał: Piotr Lipiarz

J. Szantyr -Wykład 2 Poważne wprowadzenie do Mechaniki Płynów

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

J. Szantyr Wykład nr 27 Przepływy w kanałach otwartych I

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN KATEDRA URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH LABORATORIUM FIZYKI INSTRUKCJA

Płyn doskonały. Przepływ cieczy można zobrazować poprzez linie prądu (tory cząstek) Prędkość cząstki jest zawsze styczna do linii prądu.

STATYKA I DYNAMIKA PŁYNÓW STATYKA PŁYNÓW

DYNAMIKA dr Mikolaj Szopa

Wyznaczanie gęstości i lepkości cieczy

Aerodynamika I Efekty lepkie w przepływach ściśliwych.

WPŁYW POWŁOKI POWIERZCHNI WEWNĘTRZNEJ RUR PRZEWODOWYCH NA EKSPLOATACJĘ RUROCIĄGU. Przygotował: Dr inż. Marian Mikoś

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie gęstości i lepkości płynów nieniutonowskich

OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym

J. Szantyr Wykład nr 26 Przepływy w przewodach zamkniętych II

J. Szantyr Wykład 2 - Podstawy teorii wirnikowych maszyn przepływowych

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY NA PODSTAWIE PRAWA STOKESA

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA 2016/ /20 (skrajne daty)

Mechanika ośrodków ciagłych

J. Szantyr - Wykład 3 Równowaga płynu

Mechanika ośrodków ciagłych

. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej licz

Zadanie 1. Zadanie 2.

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ

MECHANIKA 2. Praca, moc, energia. Wykład Nr 11. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

1. Odpowiedź c) 2. Odpowiedź d) Przysłaniając połowę soczewki zmniejszamy strumień światła, który przez nią przechodzi. 3.

I. KARTA PRZEDMIOTU FIZYKA

Ćw. M 12 Pomiar współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa i za pomocą wiskozymetru Ostwalda.

Dlaczego samolot lata?

Pomiar ciśnienia krwi metodą osłuchową Korotkowa

1.10 Pomiar współczynnika lepkości cieczy metodą Poiseuille a(m15)

Mechanika ośrodków ciagłych

Zasady dynamiki Newtona. WPROWADZENIE DO MECHANIKI PŁYNÓW

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

Podstawy fizyki sezon 1 II. DYNAMIKA

Kinematyka płynów - zadania

TEMAT : WYZNACZANIE WYKŁADNIKA POTĘGOWEGO CZASU WYPŁYWU WODY W ZALEŻNOŚCI OD GŁĘBOKOŚCI ZBIORNIKA

Dynamika układów hydraulicznych. dr hab. inż. Krzysztof Patan

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Badanie przepływu cieczy prawo ciągłości strugi, prawo Bernoulliego

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

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

Układ krążenia krwi. Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka Biofizyka 1

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Max liczba pkt. Rodzaj/forma zadania. Zasady przyznawania punktów zamknięte 1 1 p. każda poprawna odpowiedź. zamknięte 1 1 p.

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

J. Szantyr - Wykład 5 Pływanie ciał

Siły zachowawcze i niezachowawcze. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY

8. OPORY RUCHU (6 stron)

Fizyka 1 Wróbel Wojciech

WYKŁAD 3 OGÓLNE UJĘCIE ZASAD ZACHOWANIA W MECHANICE PŁYNÓW. ZASADA ZACHOWANIA MASY. 1/15

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

Pomiar współczynnika lepkości wody. Badanie funkcji wykładniczej.

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 4 27.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie gęstości i lepkości płynów. Rodzaje przepływów.

Testy Która kombinacja jednostek odpowiada paskalowi? N/m, N/m s 2, kg/m s 2,N/s, kg m/s 2

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 4 26.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

MECHANIKA II. Praca i energia punktu materialnego

Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

Transkrypt:

STTYK I DYNMIK PŁYNÓW (CIECZE I GZY) Ciecz idealna: brak sprężystości postaci (czyli brak naprężeń ścinających) Ciecz rzeczywista małe naprężenia ścinające - lepkość F s F n Nawet najmniejsza siła F s spowoduje płynięcie cieczy

CIŚNIENIE Ciśnienie p to wartość siły prostopadłej do powierzchni na którą ta siła działa podzielona przez pole tej powierzchni: p F ciśnienie jest skalarem Jednostki: PaN/m, hpa00pa

PRWO PSCL Ciecz w spoczynku p 0 na dowolną powierzchnię działa tylko siła do niej prostopadła Blaise Pascal, 63-6 h Ciśnienie wywierane na zamknięty płyn jest przekazywane (bez zmiany) na każdą część płynu, oraz na ścianki naczynia ZSTOSOWNIE prasa hydrauliczna, hamulce hydrauliczne

HYDROSTTYK: OD CZEGO ZLEŻY CIŚNIENIE Nieruchomy płyn w polu grawitacyjnym w równowadze : dm p 0 h Δ h G p ρ dv (p+δp) ρ dh wypadkowa siła działająca na część cieczy o masie dm jest równa zero (p + p) p + G (p + p) p + g ρ h p ρg h p(h) ρgh + C Gdy gęstość płynu nie zależy od wysokości, to: p(h) p + ρ g h 0 Ciśnienie jest jednakowe we wszystkich punktach na tej samej głębokości

PRWO PSCL Ciecz w spoczynku p 0 na dowolną powierzchnię działa tylko siła do niej prostopadła Blaise Pascal, 63-6 h p(h) p0 + p(h) p ρgh + ρgh + 0 p 0 Ciśnienie wywierane na zamknięty płyn jest przekazywane (bez zmiany) na każdą część płynu, oraz na ścianki naczynia ZSTOSOWNIE prasa hydrauliczna, hamulce hydrauliczne

Prasa hydrauliczna ciśnienie wywierane na ciecz w małym cylindrze (zwykle powietrznym kompresorem) p ciśnienie jest takie samo czyli: p F F F F

PRWO RCHIMEDES l F w dół h rchimedes 87- pne F w górę ρ F w górę ρg(h+l), F w dół -ρgh. Siła wyporu kamień F F w górę + F w dół ρg(h+l)-ρgh ρgl m cieczy g drewno Prawo rchimedesa: Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła skierowana do góry, równa ciężarowi wypartej cieczy

HYDRODYNMIK (ERODYNMIK) Przepływ: Płyn w ruchu -ustalony (V nie zależy od czasu) -bezwirowy (płyn wokół żadnego punktu nie ma prędkości kątowej) -nieściśliwy (ρ jest stałe niezależnie od położenia) -nie lepki (brak siły tarcia między cząsteczkami cieczy)

v cząstka płynu Linia prądu LINIE PRĄDU Przepływ ustalony każda cząstka która wejdzie do P będzie miała w tym punkcie taką samą prędkość. Wszystkie punkty do których dojdzie ta cząstka tworzą linię prądu. linie prądu Linie prądu nie mogą się przecinać; gdyby się przecinały, to w tym samym punkcie przestrzeni byłyby cząstki o różnych prędkościach, a ponieważ prędkość nie zależy od czasu, więc tak nie może być. Zbiór linii prądu nazywamy strugą. Ponieważ strugę tworzymy tak, że jej granice tworzone są przez linie prądu, więc płyn nie może przepływać przez brzegi strugi.

RÓWNNIE CIĄGŁOŚCI m ρ v t m ρ v t czas t Struga się nie rozdziela, zatem masa przepływająca przez i musi być taka sama: m m, więc: ρ V ρ V czas t+ t ρ V const. Jest to prawo zachowania masy w dynamice płynów. Jeżeli ρconst, to V. const. W rurze o małym przekroju prędkość płynu wzrasta. Stosuje się też do strugi

Znaleźć w funkcji h

PRWO BERNOULLIEGO Daniel Bernoulli 700-78 W zewn E W Doświadczenie: Tam gdzie przepływ jest wolniejszy, ciśnienie jest większe p l p l p p ) V V zewn m ρ E E K + E P ( m v m v ) + ( mgy mgy ( ) p ρ + + v + ρ g y p + ρ v ρ g y p + ρ v + ρ g y const

PRWO BERNOULLIEGO p gęstość energii jest stała ρ + + v + ρ g y p + ρ v ρ g y energia związana z ciśnieniem energia kinetyczna energia potencjalna v v < v > v prędkość rośnie wewnętrzne ciśnienie maleje P P P < P Tam gdzie przekrój jest mniejszy energia zużyta jest na przyśpieszenie cieczy, a zatem mniej energii zostaje na wywieranie ciśnienia ciśnienie spada.

DYNMICZN SIŁ NOŚN Profil skrzydła samolotu V,p B V,p Niesymetryczny profil skrzydła wymusza różne drogi dla powietrza. Drogi od do B są różne obu stronach zatem i prędkości są różne: V >V Stąd: p <p i pojawia się siła nośna skierowana pionowo do góry. L V L + L V V (L + L)V L p Dla typowego samolotu komunikacyjnego: ρ.kg/m 3, Lm, L0.m, D0m, V000km/h Wtedy F4*0 5 N, co umożliwia uniesienie masy 40 ton. p p + ρv p ρ(v + V ρv )

PRWO BERNOULIEGO: DYNMICZN SIŁ NOŚN siła reakcji siła dynamiczna skrzydło odpycha powietrze w dół Głównym źródłem siły nośnej skrzydła jest 3 zasada dynamiki: skrzydło odpycha powietrze w dół, na co reakcją ze strony powietrza jest siła nośna w górę Siła dynamiczna daje pewien przyczynek, nie jest to jednak podstawowe źródło siły nośnej

Efekt Magnusa

PRWO BERNOULIEGO: RURK VENTURIEGO Używana do pomiaru prędkości przepływu V V t V t V V P V P ρ + ρ + ) ) (( ) P (P V ρ

CIECZE RZECZYWISTE Dynamika przepływu rzeczywistych płynów: -nieustalony (v zależy od czasu) -wirowy (płyn ma prędkość kątową wokół wielu punktów) -lepki (występują siły tarcia między cząsteczkami cieczy) tuż przy papierosie przepływ dymu jest gładki (laminarny), wyżej smużka dymu marszczy się i rozprasza (turbulencje). pole prędkości Równanie ruchu cieczy v(r,t), p(r,t) linie prądu Najtrudniejszy problem mechaniki

LEPKOŚĆ: WSPÓŁCZYNNIK LEPKOŚCI Własności cieczy lepkiej: występują siły ścinające prędkość cieczy przy powierzchni0 V F Siła potrzebna do podtrzymania ruchu górnej powierzchni d F lepk ~, F lepk ~V, F lepk ~/d Nieruchoma powierzchnia F lepk η V d ciecz T( 0 C) wsp. lepkości η (Ns/m ) woda 0.0 0-3 woda 00 0.3 0-3 krew 37.7 0-3 Gliceryna 0 830 0-3 olej silnikowy 30 50 0-3