Proudění: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
Escarbot (diskuse | příspěvky)
m r2.5.5) (robot přidal: sq:Fluidodinamika
většina lidí nerozlišuje kapalinu a tekutinu, formulace, formát, -duplicita, podle vlastní osy se otáčet mohou
Řádek 1:
[[File:Potential cylinder.svg|thumb|Dvourozměrný model prouděni ideální kapaliny kolem kruhového tělesa]]
'''Proudění''' je [[pohyb]] tekutiny, při kterém se [[částice]] tekutiny pohybují svým ''neuspořádaným pohybem'' a zároveň se ''posouvají'' ve směru proudění.
 
[[Tekutina]] (tj. [[plyn]] nebo [[kapalina]]) vždy proudí z místa ''vyššího'' [[Tlak|tlaku]] (vyšší [[Tlaková potenciální energie|tlakové potenciální energie]]) do místa ''nižšího'' tlaku (nižší tlakové potenciální energie).
 
== Rozdělení proudění kapalin ==
Podle některých vlastností proudící tekutiny lze provést následující rozdělení proudění.
 
=== Podle fyzikálních vlastností tekutinykapaliny ===
Podle fyzikálních vlastností tekutiny lze provést následující rozdělení
* '''proudění [[ideální kapalina|ideální kapaliny]]''' - Jde o proudění kapaliny, která je dokonale [[stlačitelnost|nestlačitelná]] a bez [[vnitřní tření|vnitřního tření]], tzv. [[ideální kapalina|ideální kapaliny]].,
* '''proudění [[vazká kapalina|vazké (viskozní) kapaliny]]''' - Jednájedná se o proudění kapaliny, při kterém je uvažováno [[vnitřní tření]] kapaliny.,
* '''proudění [[nestlačitelná kapalina|nestlačitelné kapaliny]]''' - Jdejde o proudění kapaliny, která není [[stlačitelnost|nestlačitelnéstlačitelná]] kapaliny, tzn. její [[hustota]] kapaliny je [[konstanta|konstantní]].,
* '''proudění [[stlačitelná kapalina|stlačitelné kapaliny]]''' - Připři proudění stlačitelné kapaliny se hustota kapaliny mění v závislosti na [[tlak]]u kapaliny.
 
=== Podle závislosti na čase ===
Podle závislosti veličin tekutiny na [[čas]]e můžeme proudění rozdělit na ustálené (stacionární) a neustálené nestacionární.
* '''ustálené (stacionární) proudění''' - Veličiny kapaliny jsou v daném místě kapaliny na čase nezávislé.
Proudění je pohyb kapaliny, při kterém se částice kapaliny pohybují svým neuspořádaným pohybem a zároveň se posouvají ve směru proudění.
 
==== Stacionární proudění ====
Kapalina vždy proudí z místa vyššího tlaku (vyšší tlakové potenciální energie) do místa nižšího tlaku (nižší tlakové potenciální energie).
*Při '''neustálenéustáleném (nestacionárnístacionárním) proudění''' -jsou Veličinyveličiny kapaliny jsou v daném místě kapaliny na čase závislénezávislé. Např. [[Rychlost (mechanika)|rychlost]] proudění kapaliny v daném bodě se může měnit v čase nemění, tzn. <math>\mathbf{v}=\mathbf{v}(\mathbf{r},t)</math>.
:<math>\mathbf{v}=\mathbf{v}(\mathbf{r})</math>.
 
==== Nestacionární proudění ====
Při ustáleném proudění ideální kapaliny v uzavřené trubici mají všechny částice v celém průřezu v jednom místě trubice stejný objemový průtok a stejnou rychlost. Pro takové proudění platí rovnice kontinuity, z které plyne, že zmenšením obsahu průřezu trubice se rychlost proudění zvětší.
Při neustáleném (nestacionárním) proudění jsou veličiny kapaliny jsou v daném místě kapaliny na čase závislé. Např. rychlost proudění kapaliny v daném bodě se může měnit v čase, tzn.
 
:<math>\mathbf{v}=\mathbf{v}(\mathbf{r},t)</math>.
Tlak v kapalině během proudění závisí na rychlosti proudění. Čím je rychlost menší, tím je tlak větší. Tento překvapivý jev se nazývá hydrodynamický paradox. Závislost tlaku během proudění ideální kapaliny popisuje Bernoulliho rovnice.
 
Při proudění skutečné kapaliny je rychlost částic v průřezu v jednom místě trubice různá a závisí na tření mezi částicemi a stěnou trubice a na vnitřním tření v kapalině.
Např. [[Rychlost (mechanika)|rychlost]] proudění kapaliny v daném bodě se v čase nemění, tzn. <math>\mathbf{v}=\mathbf{v}(\mathbf{r})</math>.
* '''neustálené (nestacionární) proudění''' - Veličiny kapaliny jsou v daném místě kapaliny na čase závislé. Např. rychlost proudění kapaliny v daném bodě se může měnit v čase, tzn. <math>\mathbf{v}=\mathbf{v}(\mathbf{r},t)</math>.
 
=== Podle způsobu pohybu ===
Podle způsobu, jakým se částice kapaliny při proudění pohybují lze provést rozdělení na
* '''[[Potenciálové proudění|potenciálové (nevířivé) proudění]]''' - Připři tomto pohybu konají částice kapaliny pouze [[posuvný pohyb]], tzn. nerotujínezpůsobují kolemvíry; svétoto osyproudění nastává přísně vzato pouze v případě proudění ideální kapaliny.
* '''[[vířivé proudění]]''' - Částicečástice kapaliny se kromě posuvného pohybu také [[rotace|otáčejí]] kolemza svévzniku osyvírů.
 
=== Proudění vazkých kapalin ===
U vazkých kapalin můžeme rozlišit
* '''[[laminární proudění]]''' - Připři tomto proudění jsou [[trajektorie|dráhy]] jednotlivých částic kapaliny navzájem [[rovnoběžky|rovnoběžné]].; Částicečástice se tedy pohybují ve vzájemně rovnoběžných vrstvách, aniž by přecházely mezi jednotlivými vrstvami.,
* '''[[turbulentní proudění]]''' - Přičástice tomto proudění přechází částicepřecházejí mezi různými vrstvami kapaliny, čímž dochází k promíchávání jednotlivých vrstev kapaliny.
 
=== Proudění v otevřeném korytě ===
V otevřeném korytě rozlišujeme:
* '''[[bystřinné proudění]]''' tam, kde se kapalina pohybuje rychleji, než se šíří vlny po její hladině - vlny nejsou schopny se šířit proti proudu
* '''[[říční proudění]]''' tam, kde se vlny proti proudu šířit mohou.
Přechod z říčního do bystřinného proudění se odehrává plynule, přechod z bystřinného do říčního proudění vytváří [[vodní skok]]. Proudění na rozhraní mezi říčním a bystřinným se nazývá [[kritické proudění]].
 
Řádek 47 ⟶ 44:
'''Proudnice''' (též '''proudová čára''') je [[trajektorie]] pohybu jednotlivých [[Částice|částic]] při proudění [[Kapalina|kapalin]].
 
[[Rychlost (mechanika)|Rychlost]] částice v libovolném místě proudu je [[tečna|tečnou]] k proudnici. Každým bodem proudící kapaliny prochází v jednom okamžiku právě jedna proudnice. Proudnice se nemohou vzájemně protínat.
 
Proudnice lze využít ke grafickému zobrazení proudění. Jsou-li proudnice [[rovnoběžky|rovnoběžné]], jedná se o [[laminární proudění]], jsou-li proudnice [[různoběžky|různoběžné]] a ''různě stočené'', jedná se o [[turbulentní proudění]].
 
Proudnice lze využít ke grafickému zobrazení proudění. Jsou-li proudnice [[rovnoběžky|rovnoběžné]], jedná se o [[laminární proudění]], jsou-li proudnice [[různoběžky|různoběžné]] a ''různě„různě stočené''stočené“, jedná se o [[turbulentní proudění]].
 
Představíme-li si uvnitř kapaliny uzavřenou [[křivka|křivku]], pak každým bodem této křivky prochází právě jedna proudnice. Protože se proudnice neprotínají, je těmito proudnicemi ohraničen určitý prostor. Tento prostor se nazývá '''proudová trubice'''. Protože se kapalina, která protéká proudovou trubicí pohybuje podél této trubice ([[vektor]] rychlosti je k proudové trubici tečný), je tato kapalina proudovou trubicí uzavřena. Z trubice nemůže kapalina odtéci a nemůže do ní žádná kapalina přitéci z vnějšího prostoru trubice.
Řádek 56 ⟶ 52:
Kapalina uvnitř velmi tenké proudové trubice vytváří '''proudové vlákno'''.
 
== Vlastnosti proudění ==
Při [[Ustálené proudění|ustáleném proudění]] ideální kapaliny v uzavřené trubici mají všechny částice v celém průřezu v jednom místě trubice stejný [[objemový průtok]] a stejnou rychlost. Pro takové proudění platí [[rovnice kontinuity]], z které plyne, že ''zmenšením'' [[Obsah|obsahu]] průřezu trubice se rychlost proudění ''zvětší''.