Профиль скорости

• Что такое профиль скорости?
• Как вычислить среднюю по сечению скорость?

При движении вязкой жидкости вдоль стенки, например, в трубе, происходит торможение потока вследствие влияния вязкости, а также из-за действия сил молекулярного сцепления между жидкостью и стенкой, поэтому наибольшего значения скорость достигает в центральной части потока, а по мере приближения к стенке трубы она уменьшается практически до 0.

Что такое профиль скорости?

Скорость течения жидкости в трубе неравномерна. Она уменьшается по мере приближения к стенкам, это обусловлено влиянием сил трения.

Распределение скоростей в потоке показанное на рисунке ниже, называют профилем скорости.

Показанный профиль скорости иллюстрирует распределение скоростей в ламинарном потоке жидкости.

Как вычислить среднюю по сечению скорость?

Учет реального профиля скорости делает гидравлические расчеты слишком сложными, поэтому в большинстве инженерных задач используется усредненное значение скорости потока в сечении.

Средняя скорость V_ср по сечению определяется как отношение расхода Q жидкости через сечение к площади А этого сечения.

Средняя по сечению скорость вводится с таким расчетом, чтобы объемный расход, вычисленный по ней равнялся расходу, вычисленному по истинному профилю скорости.

Средняя скорость численно равна высоте цилиндра, опирающегося на живое сечение и равновесного по объему телу ограниченному профилем скорости и живого сечения.