Vypracoval: Igor Vítek
Prúdenie tekutín je jav, s ktorým sa stretávame vo svojom okolí veľmi často. Ak si odmyslíme vnútorné trenie a stlačiteľnosť, čiže si tekutiny predstavíme ako ideálne, môžeme ich prúdenie popísať podľa celkom jednoduchých pravidiel.
Tým prvým je tzv. rovnica kontinuity (spojitosti).
O čo vlastne ide? Uvažujme o ustálenom prúdení (rýchlosť prúdiacej tekutiny je stála) v trubici. Objem tekutiny, ktorá pretečie jej prierezom za jednotku času, nazveme objemový tok. Označujeme ho Qv . Prúdiaca tekutina v trubici nemôže stenami ani pritiecť ani vytiecť, preto sa nám hodnota Qv nemení a je stála.
S - prierez trubice
∆l - vzdialenosť, ktorú prejde častica tekutiny za čas ∆t
Tento vzťah sa nazýva rovnica spojitosti.
Povedzme si pár slov k obrázku.
Máme tu trubicu s dvomi rôznymi prierezmi S1, S2.
V zúženom mieste trubice sa pôvodná rýchlosť tekutiny v1 zväčší na hodnotu v2 .
Potom platí:
S1 v1 = S2 v2 = konšt.
Teda platí, že so zmenšujúcim sa prierezom trubice sa rýchlosť prúdiacej tekutiny zväčšuje.
Druhým dôležitým zákonom je Bernoulliho rovnica. Na jej pochopenie opäť potrebujeme trubicu s rôznymi prierezmi, na ktorej sú pripojené manometrické trubice. Voda prúdiaca potrubím má v miestach s rôznymi prierezmi rôzne rýchlosti. Pri pohľade na manometrické trubice na obrázku vidíme zvláštny jav, ktorý vo fyzike poznáme ako hydrodynamický paradox.
Je to jav, pri ktorom v užšej trubici s väčšou prietokovou rýchlosťou je menší tlak. Súčet tlakovej a kinetickej energie v jednotkovom objeme je konštantný.
Táto rovnica sa nazýva Bernoulliho rovnica.
Jednoducho povedané, keď nastane v určitom mieste zúženie trubice, vzrastie v ňom rýchlosť kvapaliny, ale súčasne poklesne v tomto mieste tlak, čo sa využíva pri konštrukcii sprejov, karburátorov, ktoré pracujú na princípe rozprašovača.
Daniel Bernoulli (1700 - 1782)
Kontrolné otázky:
1. Ako označujeme objemový tok?
2. Popíšte Bernoulliho rovnicu.
Použitá literatúra:
Fyzika pre 1. ročník gymnázií