Fyzika kapalin a smykové napětí

Newtonův vztah pro určení smykového napětí v tekutině

• Vztah mezi smykovým napětím, dynamickou viskozitou a rychlostí smykové deformace
• Smykové napětí (τ) = dynamická viskozita (μ) x rychlost smykové deformace (γ˙)
• Jednotky: τ - Pa, μ - Pa·s, γ˙ - s⁻¹

Kapilární elevace

• Kapilární elevace je jev, kdy se smáčící tekutina zvedá v úzkých trubicích nad hladinu okolní tekutiny.
• K elevace kapalinady dojde vlivem povrchového napětí.
• F = ρ g h A
• výška elevace je dána vztahem: h = 2γ cos θ / ρ g r
• γ - povrchové napětí
• θ - kontaktní úhel
• ρ - hustota kapaliny
• g - tíhové zrychlení
• r - poloměr trubice

Co je to proudnice?

• Proudnice je čára v rychlostním poli, která je tečná v každém bodě k vektoru rychlosti.
• Proudnice znázorňují směr a intenzitu proudění tekutiny.
• Ve stejné chvíli tekutina může projít pouze jednou.

Nakreslete Pradtloun sondu a vysvětlete, jak se dá měřit rychlost

• Pradtloun sonda se skládá z více dírek rozmístěných po obvodu.
• Měřicí princip je založen na měření tlaku v těchto dírkách, který se rozkládá na statický a celkový tlak.
• Rozdíl mezi těmito tlaky je pak přímo úměrný rychlosti.

Laminární a turbulentní proudění

• Laminární proudění: hladké a uspořádané proudění tekutiny.
• Turbulentní proudění: chaotické a rotující proudění tekutiny.

Moodyho diagram

• Grafické znázornění závislosti třecích ztrát na Reynoldsově čísle a relativní drsnosti potrubí.
• Umožňuje určit tlak v potrubí na základě reynoldsova čísla.

Buckinghamovy π-věta

• Technika pro redukci počtu proměnných.
• Základními jednotkami jsou km/s,kg,m².

Rovnice hladinové plochy - Euler

• Rovnice pro hladinové plochy v tekutině.
• Popisuje průběh hladiny v tekutině.

Reynoldsovo číslo

• Bezrozměrné číslo, které udává poměr setrvačných sil ke silám viskozity v proudění tekutiny.
• Je důležité pro určení charakteru proudění (laminární/turbulentní).

Proudová trubice

• Myšlená uzavřená plocha, která sleduje proud tekutiny.
• Celkem uzavřený systém.

Aerodynamické ucpání

• Jev, kdy se proudění vzduchů zpomaluje nebo zastavuje v blízkosti překážky.

Výpočet hydraulického výkonu

• Výkon potřebný pro dopravu určitého množství kapaliny při určitá tlaku.
• P = Q * p

Síla na stojící lopatě Peltonovy turbíny

• Vztah pro výpočet síly působící na lopatku.
• F = k * ρ * A * U2

Obtékání koule s čípky odtržení

• Proudění okolo koule se čípky se odtrhne, jakmile proud dosáhne určité kritické rychlosti, způsobující turbulenci.

Definice účinnosti trysky

• Účinnost trysky je poměr mezi kinetickou energií proudící tekutiny a dodanou energií.

Závislost viskozity na teplotě

• Viskozita kapalin obvykle klesá s rostoucí teplotou.
• Viskozita plynů s rostoucí teplotou stoupá.

Rozšířená Bernouliho rovnice

• Rovnice pro konzervativní síly a tlaky v tekutině.

Rychlost úniku

• Rychlost výtoku závisí na výšce a tlaku.

Pascalův zákon

• Tlak v tekutině je všude stejný.
• Vztah mezi silou, tlakem a plochou.

Síla na ponořené těleso

• Archimedův princip, výpočet síly na ponořené těleso v tekutině.

Kapilární deprese

• Jev, kdy se smáčící tekutina vakuuje v úzkých trubicích pod hladinu okolní tekutiny.

Ventouriho trubice

• Měření rychlosti tekutiny v úzkém úseku.

Modul objemové pružnosti

• Charakterizuje změnu objemu materiálu v pružné fázi.

Hydrostatický tlak

• Tlak způsobený tíhou kapaliny.
• Tlak se zvětšuje s hloubkou.

Rotující hladinová plocha

• Hladiná plocha se mění s rychlostí otáčení.

Hugoniotova věta

• Vztah pro změny tlaku, hustoty, rychlosti v proudění plynu.

Newtonovské a nenewtonovské tekutiny

• Newtonovské tekutiny mají konstantní viskozitu, nenewtonovské tekutiny ji mění.

Eulerova rovnice

• Rovnice pro proudění tekutin, která zahrnuje tlak a rychlost.

Potencioviální proudění

• Proudění,kde existují vektorové potenciály určující rychlost

Vzorec dynamického tlaku

• Vztah pro výpočet dynamického tlaku tekutiny.

Cirkulace

• Míra rotace tekutiny.
• Charakterizuje proudění tekutiny kolem objektu.

Závislost Cx na Re

• Charakteristika odporu okolo zakřiveného objektu, závisí na Reynoldsově čísle.

Reynoldsovo číslo

• Bezrozměrné číslo, které udává poměr setrvačných ke viskozním silám.
• Určuje typ proudění tekutiny.

Rovnice kontinuity

• Zachování hmoty v tekutině.

Reynoldsovy transportní teorém

• Vztahy pro zachování hmoty, hybnosti a energie v tekutině.