CIECZ NIUTONOWSKA. WŁAŚCIWOŚCI etc
Ciecz, w której naprężenia styczne są opisane z dostateczną dokładnością za pomocą hipotezy Newtona. Wraz z odkształcaniem elementu płynu, pojawiają się naprężenia styczne, przeciwdziałające temu odkształceniu. Newton przyjął, że naprężenia te są proporcjonalne do prędkości odkształcenia:
gdzie:
η- współczynnik proporcjonalności noszący nazwę współczynnika lepkości dynamicznej.
n – kierunek normalny do elementu powierzchni opływanego ciała.
Ciecz niutonowska jest przykładem płynu lepkiego, Jest to płyn izotropowy (jednakowe właściwości we wszystkich kierunkach). Składowe tensora naprężeń są liniowymi funkcjami składowych tensora prędkości odkształcania. Gdy ciecz pozostaje w spoczynku, lub porusza się bez odkształceń postaciowych, naprężenia styczne nie występują. Zgodnie z hipotezą Newtona zachowuje się większość gazów i cieczy (woda, oleje, powietrze).
1-ciecz newtonowska
CZY MOŻLIWE JEST JEDNOCZESCE WYKORZYSTANIE PRAWA FROUDE’A I REYNOLDSA?
Można przyjąć, że właściwości cieczy i wielkość przyśpieszenia ziemskiego w warunkach modelowych i rzeczywistych są identyczne. Jeśli skala modelu wynosi α to wówczas z prawa modelowego Froude’a wynika, że Fnm=Fms i wobec tego:
Z prawa modelowego Reynoldsa natomiast:
Z porównania tych dwóch warunków wynika, że nie jest możliwe jednoczesne spełnienie prawa modelowego Reynoldsa i Froudea. Spełnienie obu praw modelowych jest możliwe w przypadku gdy wymiary modelu są takie same jak obiektu rzeczywistego (α=1).
KRYTERIUM STATECZNOŚCI CIAŁ CZĘŚCIOWO ZANURZONYCH
W analizie stateczności zakładamy że:
Wystąpienie warunku zG>zB, wcale nie oznacza utraty stateczności. Jeśli środek wyporu jest położony niżej niż środek ciężkości (co ma miejsce w budowie okrętów) tzn : zG>zB to znaczy: a>0 to aby ciało (statek ) był stateczny musi zachodzić warunek:
Ix – moment bezwładności wodnicy pływania
m – wysokość metacentryczna
Odległość środka ciężkości do punktu M0 nosi nazwę wysokości metacentrycznej. (m - wysokość metacentryczna). W budownictwie okrętowym jest to bardzo istotny element, sprawdzany szczegółowo w fazie projektowania i eksploatacji. Instytucje międzynarodowe nadzorujące budowę i eksploatację statków określają szczegółowo jaka powinna być wartość wysokości metacentrycznej dla określonych typów statków. Wysokość metacentryczna zależy od kształtu części podwodnej i sposobu załadowania statku.
ZASADA ZACHOWANIA PĘDU
Pęd to wektor
Zmiana ilości ruchu (pędu) w czasie ( pewnej masy m) równa jest sumie sił zewnętrznych działających na tę masę.
Siła F – to suma wszystkich sił które występują w danym zjawisku. W naszym przypadku to siły masowe, powierzchniowe normalne oraz reakcja ścian na ciecz. Reakcja ta nosi nazwę reakcji hydrodynamicznej. Wszędzie tam gdzie zachodzi zmiana pędu występuje reakcja hydrodynamiczna.
Ta zasada wykorzystywana jest do określenia reakcji ściany przewodu na przepływającą ciecz, a także do określania:
- reakcji wypływu cieczy ze zbiornika dyszy (silnik odrzutowy),
- reakcji cieczy na elementy wirnika maszyn przepływowych.
CO WYRAŻA RÓWNANIE I PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA
Jest to postać równania ciągłości dla cieczy nieściśliwych, o stałej gęstości.
Równanie ciągłości ma bardzo istotne zastosowanie praktyczne w analizie przepływów jednowymiarowych (np. rurociągi).
ZASADY OKREŚLANIA OPORÓW LINIOWYCH W PRZEPŁYWACH OSIOWOSYMETRYCZNYCH
Z prawo Hagena – Poiseuille’a: