Силы, действующие на жидкость. Давление в жидкости
Жидкость в гидравлике рассматривают как непрерывную среду, заполняющую пространство без пустот и промежутков, т. е. отвлекаются от молекулярного строения жидкости и ее частицы, даже бесконечно малые, считают состоящими из большого числа молекул. Вследствие текучести (подвижности частиц) в жидкости действуют силы не сосредоточенные, а непрерывно распределенные по ее объему (массе) или поверхности. В связи с этим силы, действующие на объемы жидкости и являющиеся по отношению к ним внешними, разделяют на массовые (объемные) и поверхностные. Массовые силы в соответствии со вторым законом Ньютона пропорциональны массе жидкости или, для однородной жидкости, — ее объему. К ним относятся сила тяжести и сила инерции переносного движения, действующая на жидкость при относительном ее покое в ускоренно движущихся сосудах или при относительном движении жидкости в руслах, перемещающихся с ускорением. Поверхностные силы непрерывно распределены по поверхности жидкости и при равномерном их распределении пропорциональны площади этой поверхности. Эти силы обусловлены непосредственным воздействием соседних объемов жидкости на данный объем или же воздействием других тел (твердых или газообразных), соприкасающихся с дайной жидкостью. Как следует из третьего закона Ньютона, с такими же силами, но в противоположном направлении, жидкость действует на соседние с нею тела. В общем случае поверхностная сила AR, действующая на площадке AS, направлена под некоторым углом к ней, и ее можно разложить на нормальную AF и тангенциальную АТ составляющие (рис. 1.1). Первая называется силой давления, а вторая — силой трения. Как массовые, так и поверхностные силы в гидромеханике рассматривают обычно в виде единичных сил, т. е. сил, отнесенных к соответствующим единицам. Массо¬вые силы относят к единице массы, а поверхностные — к единице площади. Так как массовая сила равна произведению массы на ускорение, следовательно, единичная массовая сила численно равна соответствующему ускорению. Единичная поверхностная сила, называемая напряжением поверхностной силы, раскладывается на нормальное и касательное напряжения.
Нормальное напряжение, т. е. напряжение силы давления, называется гидромеханическим (в случае покоя — гидростатическим) давлением, или просто давлением, и обозначается буквой р.
Если давление р отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным, а если отсчитывают от атмосферного давления ра, т. е. от условного пуля, то его называют избыточным (р3о) или манометрическим. Следовательно, абсолютное давление
