ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, сопротивление движению тела со стороны обтекающей его жидкости или сопротивление движению жидкости, вызванное влиянием стенок труб, каналов и т. д. При обтекании неподвижного тела потоком жидкости (газа) или, наоборот, когда тело движется в неподвижной среде, Г. с. представляет собой проекцию главного вектора всех действующих на тело сил на направление движения. Г. с.

где р - плотность среды,

v - скорость, S - характерная для данного тела площадь. Безразмерный коэфф. Г. с. с_х зависит от формы тела, его положения относительно направления движения и чисел подобия (см. Подобия критерии). Силу, с к-рой жидкость действует на каждый элемент поверхности движущегося тела, можно разложить на нормальную и касательную составляющие, т. е. на силу давления и силу трения. Проекция результирующей всех сил давления на направление движения даёт Г. с. давления, а проекция результирующей всех сил трения на направление движения - Г. с. трения. Тела, у к-рых сопротивление от сил давления мало по сравнению с сопротивлением от сил трения, считаются хорошо обтекаемыми. Г. с. плохо обтекаемых тел определяется почти полностью сопротивлением давления. При движении тел вблизи поверхности воды образуются волны, в результате чего возникает волновое сопротивление.

При протекании жидкости по трубам, каналам и т. д. в гидравлике различают два вида Г. с.: сопротивление по длине, прямо пропорциональное длине участка потока, и местные сопротивления, связанные с изменением структуры потока на коротком участке при обтекании различных препятствий (в виде клапанов, задвижек и др.), а также при внезапном расширении или сужении потока или при изменении направления его течения. В гидравлич. расчётах Г. с. оценивается величиной "потерянного" напора h_v, представляющего собой ту часть удельной энергии потока, к-рая необратимо расходуется на работу сил сопротивления.

Значение h_v по длине трубы при напорном движении вычисляется по формуле Дарси где- коэфф.

сопротивления; l и d - длина и диаметр трубы; v - средняя скорость; g - ускорение свободного падения. Коэфф. определяется характером течения. При ламинарном течении он зависит только от Рейнольдса числа Re (линейный закон сопротивления), а при турбулентном течении - ещё и от шероховатости стенок трубы. При очень больших Re (порядка 10⁶ и более) зависит только от шероховатости (квадратичный закон сопротивления). .Местные Г. с. оцениваются общей формулой где - коэфф. местного сопротивления, различный для разных препятствий; зависит от числа Re.

Числовые значения коэфф. определяются по формулам, приводимым в справочниках. Определение величины h_v для открытых потоков производится также по спец. формулам. Г. с. в открытых потоках и при движении в напорных трубопроводах обусловлены одними и теми же физич. причинами.

Правильное определение величины Г. с. имеет большое значение при проектировании и постройке самых разнообразных сооружений, установок и аппаратов (гид-ротехнич. сооружения, турбинные установки, воздухе- и газоочистит. аппараты, газо-, нефте- и водопроводные магистрали, двигатели, компрессоры, насосы и т. д.).

Лит.: Агроскин И. И., Дмитриев Г. T. и Пикалов Ф. И., Гидравлика, 4 изд., M.-Л., 1964; Идельчик И. E., Справочник по гидравлическим сопротивлениям, M--Л., 1960; Альтшуль А. Д., Гидравлические потери на трение в трубопроводах, М. -Л., 1963. П.Г.Киселёв,