Proudění kapalin a plynů
Pohyb tekutiny v jednom směru nazýváme proudění.
V praxi: potrubí, turbíny (elektrárny), konstrukce letadel, raket, raketových střel, trupy lodí, karosérie automobilů, proudění krve…
Ustálené (stacionární) proudění
Vektor rychlosti částic procházejících libovolně zvoleným místem se s časem nemění.
Proudnice
Proudnice je myšlená čára, jejíž tečna v libovolném bodě má směr rychlosti pohybující se částice.
Při ustáleném proudění se proudnice neprotínají.
Ustálené proudění ideální kapaliny
Každým průřezem trubice protéká stejný objem kapaliny.
Objemový průtok:
jednotka: m3∙s–1
Rovnice kontinuity:
Součin obsahu průřezu a velikosti rychlosti kapaliny je v každém místě trubice konstantní.
S∙v = konst.
V…objem, t…čas, S…průřez, s…dráha, v…rychlost
Obr. 1: Kapalina proudící v potrubí
V užším průřezu trubice proudí voda větší rychlostí.
Obr. 2: Plynoměr
Obr. 3: Vodoměry
Úkol
Vhodné i pro žáky ZŠ:
-
K čemu slouží turbíny a co je pohání?
-
Proč zavádíme pojem ideální kapalina?
-
Platí rovnice kontinuity i pro plyny?
Příklad
- Vypočtěte velikost rychlosti proudící vody v potrubí, jestliže průřez potrubí má obsah 550 cm2. Víte, že za 0,5 hodiny proteče průřezem potrubí 1 000 hl vody.
[1 m∙s–1]
- Z vodovodního kohoutku s průřezem o obsahu 0,25 cm2 vytéká voda rychlostí 0,9 m∙s–1. Za jak dlouho se naplní nádoba o objemu 10 litrů?
[444 s]
- Obsah průřezu potrubí se zmenšil z 15 cm2 na 0,5 cm2. Potrubím s větším obsahem průřezu protéká voda rychlostí 0,8 m∙s–1. Jakou rychlostí protéká voda v potrubí s menším obsahem průřezu?
[24 m∙s–1]