Параметры струйки и потока жидкости

Введем понятия живого сечения и расхода элементарной струйки. Живое сечение элементарной струйки dS_i – это площадь поперечного сечения элементарной струйки нормального линиям тока. Расходом элементарной струйки (элементарным расходом) называется объемное количество жидкости, проходящее в одну секунду через живое сечение струйки.

Рассмотрим сечение 1-1 элементарной струйки (рис.3.2). В соответствии со свойствами элементарных струек скорость движения одинакова для всех частиц, проходящих через сечение 1-1. За единицу времени из сечения 1-1 частицы жидкости пройдя путь равный скорости движения U₁ , переместятся в сечение 2-2. Через живое сечение элементарной струйки dS₁ за единицу времени пройдет количество жидкости равное объему цилиндра:

Это и будет элементарный расход или расход элементарной струйки.

Так как поток состоит из бесконечного количества элементарных струек, то площадь сечения потока будет состоять из суммы площадей живых сечений элементарных струек. Живое сечение потока – это площадь сечения потока, перпендикулярного элементарным струйкам.

Объем жидкости, протекающий в единицу времени через живое сечение потока называется объемным расходом потока или расходом потока:

Очень важно в гидродинамике понятие средней скорости потока. Понятие средней скорости потока – это чисто условное понятие, математический смысл которого – частное от деления расхода потока на площадь живого сечения потока:

Средняя скорость потока в живом сечении – это скорость, с которой должны двигаться частицы жидкости через сечение, чтобы получить реальное значение расхода потока.

Из понятия средней скорости потока возникает формула для определения расхода:

Q = VS, м³/с, (3.6)

здесь V – средняя скорость движения частиц жидкости через сечение, м/с;

S – площадь живого сечения потока, м².