Рух тіл в рідинах і газах
При русі тіла в такій рідини на нього діють сили. Рівнодіючу цих сил позначимо через R. Силу R можна розкласти на дві складові (рис. 1): R = Q + P.
Силу Q називають лобовим опором, а P - підйомної силою.
Якщо рідина має в'язкість, то дуже тонкий шар рідини прилипає до поверхні тіла і рухається з ним як одне ціле, захоплюючи за собою через тертя наступні шари. У міру віддалення від тіла швидкість зменшується, тобто тіло виявляється оточеним прикордонним шаром рідини, в якому швидкість змінюється в напрямку, перпендикулярному швидкості. У ньому діють сили тертя, які в кінцевому підсумку виявляються прикладеними до тіла і призводять до лобового опору. Крім того, через сил тертя потік відривається від поверхні тіла, в результаті чого позаду тіла виникають вихори. Вихори несуться потоком і поступово згасають внаслідок тертя. Тиск в утворюється за потоком вихровий області виявляється зниженим, тому результуюча сил тиску буде відмінна від нуля, що в свою чергу обумовлює лобове опір. Мал. 2. Обтікання рідиною напівциліндра.
Лобове опір і підйомна сила
Таким чином, лобове опір складається з опору тертя і опору тиску. При цьому опір тиску залежить від форми тіла. Співвідношення між опором тертя і опором тиску визначається властивостями рідини. Лобове опір в ідеальній рідині відсутній, в той час як підйомна сила може бути не дорівнює нулю.
Все, що тут було описано швидше за все викликає нерозуміння, але давайте розглянемо, що таке Лобове Опір!
Лобове опір - сила, що перешкоджає руху тіл в рідинах і газах. Лобове опір складається з двох типів сил: сил дотичного (тангенціального) тертя, спрямованих уздовж поверхні тіла, і сил тиску, спрямованих по нормалі до поверхні. Сила опору є дисипативної силою і завжди спрямована проти вектора швидкості тіла в середовищі. Поряд з підйомної силою є складовою повної аеродинамічної сили. (Т. е. Опір яке впливає на передню частину крила літака (Рис. 3))
Свого часу (Рис. 4) допоміг мені розібратися з рухом тел в середовищі. На малюнку продемонстрований ілюстрований приклад завдяки чому літають літаки. Цей наочний приклад повинен допомогти і вам.
число Рейнольдса
Число Рейнольдса - це безрозмірна характеристика потоку рідини, певна ставленням наступних величин:
- динамічного тиску (ρu2)
- дотичного напруження (μu / L)
Характер потоку рідини або газу - ламінарний або турбулентний - визначається безрозмірним числом, що залежать від швидкості потоку, в'язкості і щільності рідини і характерною довжини елемента потоку.
- гідравлічний діаметр, м;
- динамічна в'язкість середовища, Н · с / м 2;
ρ - Щільність середовища
v - Швидкість руху в середовищі