Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
32
1.Wprowadzeniedomechanikipłynów
normalnajesttosiładziałającaprostopadledodanejpowierzchniiodniesionado
tejpowierzchni.Tęsiłęoznaczasięsymbolemp,ajejmodułemjestciśnieniep.
Jednostkowasiłastycznajesttosiładziałającastyczniedodanejpowierzchni
iodniesionadotejpowierzchniA.Azatemjednostkowasiłastycznastanowinaprę-
żeniestyczneioznaczanajestsymbolem
t
.
F
pF
F
τ
powierzchniaA
Rys.1.4.IlustracjasiłyFdziałającejnapowierzchnięA
Płynydzieląsięnacieczeigazy.Tedwastanyskupienia,wodróżnieniuodciał
stałych,cechujeskłonnośćdozmianykształtu.Cieczeigazyprzyjmująkształtzbior-
ników.Ciecze,wodróżnieniuodgazów,sątopłynyobardzomałejściśliwości,
przezcotraktujesięjenaogółjakopłynynieściśliwe,czylipłynyostałejgęstości
(
p
±const
)
.Sąjednakprzypadki,gdyściśliwośćcieczymusibyćuwzględniona,
aledotyczytodziałaniawielkichciśnień(sił),jaknaprzykładpodczasuderzenia
hydraulicznego.Małaściśliwośćcieczywynikastąd,żeśredniedługościdrogi
swobodnejmolekułcieczysąmałe,przezcosiłyspójnościsąodpowiednioduże.
Wzbiornikachinaczyniachotwartychlubniecałkowiciezapełnionychciecze-
wprzeciwieństwiedogazów-tworzątzw.powierzchnięswobodną(zwierciadło
cieczy).Gazysątopłyny,którepoddziałaniemsiłzewnętrznychitemperatury
zmieniająbardzoznacznieobjętość.Dziejesiętakdlatego,żewskutekdużowięk-
szychodległościmiędzymolekułaminiżwcieczachsiłyspójnościwgazachnie
odgrywająwiększejroli.Okazujesię,żewpewnychgranicachzmianciśnieniagazy
możnatraktowaćjakonieściśliwe
(
p
dconst
)
.Takiezmianyciśnieniazachodząna
przykładpodczasprzepływugazówzumiarkowanymiprędkościami,przyczymza
górnągranicęprzyjmujesięliczbęMacha,zdeniowanąjakoilorazprędkościprze-
pływudoprędkościdźwięku,równąwprzybliżeniuMad0,3.TawartośćliczbyMa
wprzypadkuprzepływupowietrzaotemperaturze15OCodpowiadaprędkości
v
d100m
/
s.Winżynieriiśrodowiskaiwwiększościdziedzintechnikitakduże
prędkościwzasadzieniewystępują,nieliczącszczególnychprzypadków,jakdzia-
łaniebardzoporywistychwiatrówiprzepływcieczywstrumienicach.Naogółpręd-
kościgazusąznaczniemniejsze,naprzykładprędkośćpowietrzawurządzeniach
wentylacyjnychjestrzędukilkunastumetrównasekundę.Dlategoteżwewszystkich
rozdziałachrównaniaopisująceprzepływcieczyigazumajątakąsamąpostać
iodpowiadająpłynomnieściśliwym.Zagadnieniaprzepływugazówściśliwychporu-
szonezostanątylkowrozdziale13.
Mechanikapłynówjestwogromnymstopniunaukąempiryczną,wktórejwyko-
rzystujesiędanedoświadczalnezebraneprzezwielelatwlaboratoriachiuzyskane
zinstalacjiprzemysłowychorazkomunalnych.Topodejściedoświadczalneniewy-
magatakzłożonychiwyszukanychopisówteoretycznych,jakzaprezentowanoto