• Mehanika fluida ⇒ ⇒ ⇒ znanost o silama i gibanju tekućina i plinova (fluidus lat.-tekući), • Hidromehanika (hidor gr.= voda) razmatra samo nestlačive fluide, - nema apsolutno nestlačivog fluida ⇒ u praksi se stlačivost može zanemariti, • Kapljevinu i plin razlikujemo po stlačivosti. – Kapljevina lako mijenja oblik a volumen teško, – Plin lako mijenja i oblik i volumen Mehanika fluida
27
Embed
Mehanika fluida - rudar.rgn.hrmklanfar/nids_mklanfar/VJETRENJE/VJETR_RUD_Bernouli.pdf · Mehanika fluida • Kapljevina prakti ... – smjer djelovanja tla čne sile ⇒⇒⇒⇒normalan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
• Mehanika fluida ⇒⇒⇒⇒ znanost o silama i
gibanju tekućina i plinova (fluidus lat.-tekući),
• Hidromehanika (hidor gr.= voda) razmatra
samo nestlačive fluide,
- nema apsolutno nestlačivog fluida ⇒ u praksi se
stlačivost može zanemariti,
• Kapljevinu i plin razlikujemo po stlačivosti.
– Kapljevina lako mijenja oblik a volumen teško,
– Plin lako mijenja i oblik i volumen
Mehanika fluida
• Kapljevina praktički nestlačiva,
–kohezija (sila među česticama istog tijela) iako slaba drži molekule kapljevine zajedno,
• Plinovi vrlo stlačivi
–molekule plina podvrgnute ekspanziji,
–plinovi pri kritičnoj temperaturi i kritičnom tlaku prelaze u kapljevinu,
• Pare su također plinovi.
–zasićena para ⇒ pri najmanjoj promjeni tlaka i temperature prelazi u kapljevinu.
–kod pregrijane pare potrebna je veća promjena stanja.
Kapljevine i plinovi
Fizikalna svojstva fluida
• Fluid je kontinuumom ⇒ masa potpuno ispunja prostor (volumen) koji zauzima,
• 1 cm3 zraka, pri atmosferskom tlaku i 0oC, sadrži 2,7*1019 molekula (Avogardov ili Loschmidtov broj),
• Homogenost ⇒ svaka čestica fluida ima
ista fizikalna svojstva
• Izotropnost ⇒ ista svojstva u svim smjerovima,
• Koeficijent stlačivosti χχχχ ⇒ relativna promjena
volumena dV/V ovisno o promijeni tlaka dp (minus
pokazuje smanjenje volumena povećanjem tlaka):
dpV
dV 1•−=χ
Fizikalna svojstva fluida
Fizikalna svojstva fluida
• Kapilarnost ⇒⇒⇒⇒ svojstvo kapljevina, u vrlo uskim cjevčicama poništava djelovanje zakona spojenih posuda,
• kapilarna elevacija ili kapilarna depresija ovisno o tome prevladavaju li sile adhezije ili sile kohezije,
• iznos elevacije ili depresije ovisan o – površinskoj napetosti,
– radijusu zakrivljenosti meniska i
– gustoći fluida
• Modul elastičnosti E ⇒ recipročna
vrijednost koeficijenta stlačivosti:
dV
dpVE •−==
χ
1
�Idealni plinovi (hipotetička veličina) ⇒ vladaju se
sukladno općim plinskim zakonima ⇒ imaju
konstantnu specifičnu toplinu.
Fizikalna svojstva fluida
Realni plinovi
• Zrak ⇒⇒⇒⇒ daleko od kapljevitog stanja može se
bar donekle smatrati idealnim,
• jednadžbe stanja plina (npr. Van der Waalsova)
- za točnije račune s realnim plinovima
• za tehničke potrebe (za p>30 bara) jednostavnija
korelacija:
vp = yRT
korekcijski faktor y=f(p, T)
Plinski zakoni
• Boyle-Mariotteov ⇒⇒⇒⇒ izotermička promjena
- pri konstantnoj temeperaturi
.konstpV =
�Gay-Lussacov ⇒⇒⇒⇒ izobarska promjena - pri
konstantnom tlaku
.konstT
V=
• za m kg plina
• za 1 kg plina
• za 1 kmol plina
mRTpV =
RTpv =
TpvM 8315=
Jednadžba stanja plina
• Jedan normalni m3n plina ⇒ masa 1 m3 plina pri
tlaku 101 325 Pa i temperaturi 0o C ⇒ brojčano jednaka gustoći plina.
• Statika fluida - dio mehanike fluida ⇒ znanost
o fluidima u stanju mirovanja.
• Hidrostatski tlak ⇒ tlak fluida u stanju
mirovanja i ima dva svojstva:
– smjer djelovanja tlačne sile ⇒⇒⇒⇒ normalan za bilo
koju plohu u kapljevini,
– veličina tlaka ⇒⇒⇒⇒ jednaka u svim smjerovima.
Statika fluida
Kinematika fluida
• Kinematika fluida – grana dinamike fluida
• Izučava gibanje čestica fluida bez
uočavanja sile koja uzrokuje gibanje
Kinetika
• Kinetika ⇒ grana dinamike fluida koja
proučava sile pri strujanju fluida.
• Uzrok gibanju čestica fluida su sile koje na
njih djeluju
• vanjske sile ili sile mase ⇒⇒⇒⇒ gravitacija (pretežno),
inercija, centrifugalna sila i dr.,
• sile tlaka ⇒⇒⇒⇒ razlike tlakova između točaka fluida,
• sile viskoziteta ⇒⇒⇒⇒ uslijed unutrašnjeg trenja među
česticama fluida,
• elastične sile ⇒⇒⇒⇒ uglavnom kod plinova zbog
njihove stlačivosti,
Sile
koje uzrokuju gibanje čestica fluida
Pri strujanju fluida javljaju se tri tipa problema:
♦♦♦♦ protjecanje ⇒ transport fluida između krutihstijenki (kanala, cijevi, jamskih prostorija)
♦♦♦♦ optjecanje ⇒⇒⇒⇒ transport krutih tijela kroz fluid(brodovi, letjelice)
♦♦♦♦ kombinacija protjecanja i optjecanja ⇒⇒⇒⇒ strujanje fluida u lopaticama turbina, kola ventilatora, crpki
Problemi pri strujanju fluida
• Nestacionarno gibanje ⇒⇒⇒⇒ stalna promjena
smjera i brzine u vremenu promatrane točke,
• Stacionarno gibanje ⇒⇒⇒⇒ nepromjenjivost smjera
i brzine čestice fluida u vremenu u nekoj točki,
• Strujnice ⇒⇒⇒⇒ opisuju smjer određenog broja
čestica fluida u gibanju u određenom trenutku.
Gibanje čestica fluida
• Dva pristupa u praćenju gibanja čestica fluida:
– Lagrangov ili supstancijalni ⇒⇒⇒⇒ prati česticu prilikom
kretanja kroz prostor
– Eulerov ili lokalni ⇒⇒⇒⇒ u određenoj fiksnoj točki
prostora, obzirom na koordinatni sustav, prati se stanje
fizikalnih veličina ⇒ tlaka, brzine i drugih koje se