Гідродинамічний опір
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Гідродинамічний опір

Гідродинамічний опір , опір руху тіла з боку оточуючої його рідини або опір руху рідини, викликане впливом стінок труб, каналів і т.д. При обтіканні нерухомого. тіла потоком рідини (газу) або, навпаки, коли тіло рухається в нерухомому середовищі, Р. с. є проекцією головного вектора всіх сил, що діють на тіло, на напрям руху. Р. с.

 

  де r — щільність середовища, v — швидкість, S — характерна для даного тіла площа. Безрозмірний коефіцієнт Р. с. с х залежить від форми тіла, його положення відносно напряму руху і чисел подібності (див. Подібності критерії ). Силу, з якою рідина діє на кожен елемент поверхні рухомого тіла, можна розкласти на нормальну і дотичну складові, тобто на силу тиску і силу тертя. Проекція результуючої всіх сил тиску на напрям руху дає Р. с. тиск, а проекція результуючої всіх сил тертя на напрям руху — Р. с. тертя. Тіла, в яких опір від сил тиску мало в порівнянні з опором від сил тертя, вважаються добре обтічними. Р. с. погано обтічних тіл визначається майже повністю опором тиску. При русі тіл поблизу поверхні води утворюються хвилі, внаслідок чого виникає хвилевий опір .

  При протіканні рідини по трубах, каналах і т.д. у гідравліці розрізняють два види Р. с.: опір по довжині, прямо пропорційний довжині ділянки потоку, і місцеві опори, пов'язані із зміною структури потоку на короткій ділянці при обтіканні різних перешкод (у вигляді клапанів, засувок і ін.), а також при раптовому розширенні або звуженні потоку або при зміні напряму його течії. У гідравлічних розрахунках Р. с. оцінюється велічиной «втраченого» натиску h v , що є тією частиною питомої енергії потоку, яка необоротний витрачається на роботу сил опору.

  Значення h v по довжині труби при напірному русі обчислюється за формулою Дарсі

 

  де l — коефіцієнт опору; l і d — довжина і діаметр труби; v — середня швидкість; g — прискорення вільного падіння. Коефф. l визначається характером течії. При ламінарном перебігу він залежить лише від Рейнольдса числа Re (лінійний закон опору), а при турбулентній течії — ще і від шорсткості стінок труби. При дуже великих Re (порядка 10 і більш) l залежить лише від шорсткості (квадратичний закон опору). Місцеві Р. с. оцінюються загальною формулою h v = z v 2 /2 g , де z , — коефіцієнт місцевого опору, різний для різних перешкод; залежить від числа Re .

  Числові значення коефіцієнта l і z розподіляються по формулах, що приводяться в довідниках. Визначення величини h v для відкритих потоків виробляється також по спеціальних формулах. Р. с. у відкритих потоках і при русі в напірних трубопроводах обумовлені одними і тими ж фізичним причинами.

  Правильне визначення величини Р. с. має велике значення при проектуванні і споруді найрізноманітніших споруд, установок і апаратів (гідротехнічні споруди, турбінні установки, воздухо- і газоочисні апарати, газо-, нафто- і водопровідні магістралі, двигуни, компресори, насоси і т.д.).

  Літ.: Агроськин І. І., Дмітрієв Р. Т. і Пікалов Ф. І., Гідравліка 4 видавництва, М. — Л., 1964; Ідельчик І. Е., Довідник по гідравлічних опорах, М. — Л., 1960; Альтшуль А. Д., Гідравлічні втрати на тертя в трубопроводах, М. — Л., 1963.

  П. Р. Кисельов.