MECHANIKA

PŁYNÓW

WYKŁAD

Prof. dr hab. inż. E. Kozaczka

Literatur
a

Wiadomości wstępne

Hipoteza
Ciągłości

Podział mechaniki płynów

MECHANIKA PŁYNÓW

Literatura

„Mechanika płynów” – Ryszard Gryboś,
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej;

„Mechanika płynów” – J. Bukowski, PWN
1970;

„Mechanika płynów, tom I” – W. Prosnak,
1970;

„Przegląd

równań

występujących

w

klasycznej mechanice płynów” – W. Prosnak,
Rozprawy i monografie 17/2004, Instytut
oceanologii PAN Sopot.

1

2

3

4

WIADOMOŚC

I

WSTĘPNE

Płynami nazywamy ciała, które nie wykazują się sprężystością
postaciową.

Podlegają one łatwo odkształceniom postaciowym pod działaniem
sił zewnętrznych jak również przyjmują kształt naczynia, w którym
się znajdują.

Dotyczy to zarówno cieczy jak i gazów. Ciecze różnią się istotnie od
gazów kilkoma cechami.
Ciecze posiadają określoną objętość w szerokim zakresie ciśnień.
Badane w spoczynku, w dużym zbiorniku, tworzą w warunkach
grawitacji swobodne zwierciadło.

Gazy natomiast wykazują zdolność ekspansji,
dzięki czemu uzupełniają całkowicie pojemniki
do których zostają wprowadzone.

Ciecz przy zadanej temperaturze posiada określoną gęstość,
niezależną od pojemności naczynia.
Ponadto gęstość cieczy jest na ogół większa niż gęstość gazów.
Interpretacja fizyczna związana jest z molekularną budową płynów. W
cieczach poszczególne cząsteczki utrzymywane są w dużym
upakowaniu, w wyniku istnienia sił między-cząsteczkowych.

Natomiast cząsteczki gazu nie podlegają temu oddziaływaniu, z
wyjątkiem aktów zderzeń cząstek.
Z tych faktów wynika, że ciecze są mało ściśliwe i niekiedy ciecze
traktujemy jako płyn nieściśliwy.

Hipoteza

ciągłości

Hipoteza ciągłości

Mimo, że płyn jest strukturą dyskretną (cząsteczkową), to
podczas

opisu

analitycznego

zachodzących

zjawisk

równowagi lub podczas ruchu płynu nie wnikamy w jego
strukturę molekularną i traktujemy jako ośrodek ciągły (tzw.
continuum).

Powyższa hipoteza jest bardzo względna w odniesieniu do
formalizmu matematycznego, bowiem pozwala traktować
funkcje opisujące podstawowe wielkości fizyczne jako ciągłe
funkcje współrzędnych przestrzennych i czasu

t

.

Dzięki temu wiele podstawowych zagadnień mechaniki płynów
można rozwiązywać stosując metody analizy matematycznej.

P

O

D

Z

I

A

Ł

MECHANIKI PŁYNÓW

Podział mechaniki płynów

Mechanika płynów zajmuje się badaniem
równowagi

lub

ruchów

oraz

wywoływaniem ruchu płynu pod
działaniem różnego rodzaju sił.

Przedmiotem mechaniki płynów jest także określanie

sił z jakimi płyn działa na ciało w nim zanurzone lub na ściany
ograniczające przepływ.

W tym celu wyznaczamy cztery pola:

• pole prędkości;

• pole ciśnienia;

• pole gęstości;

• pole temperatury.

Podział mechaniki płynów

Mechanika Płynów

Hydromechanika

Hydrodynamika

Hydrostatyka

Hydraulika

Areomechanika

Areodynamika

Magneto-hydrodynamika

Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi stan płynu są:

• gęstość

[];

• ciśnienie [

p

];

• temperatura

[

t

];

• prędkość

[].

Punktem wyjścia do rozważań klasycznej mechaniki płynów są
równania mechaniki klasycznej, a więc:

• równanie Newtona;

• równanie zachowania masy i energii;

• równanie stanu (konstytutywne).

ciąg

ciąg

nastąpi

nastąpi

dalszy

dalszy