Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости

При движении реальной жидкости создаются гидравлические сопротивления, вызываемые ее вязкостью. Вследствие трения и вихревых движений частиц реальной жидкости часть ее механической энергии по закону термодинамики необратимо переходит в тепловую энергию и затем рассеивается. Рассеивание энергии, обусловленное трением вязкой жидкости, называется диссипацией энергии и представляет собой довольно сложное явление гидравлического сопротивления. В результате диссипации часть энергии теряется, и удельная энергия по длине реальной струйки уменьшается. Поэтому для составления уравнения Бернулли для двух выбранных сечений элементарной струйки реальной жидкости при установившемся движении необходимо в правую часть уравнения прибавить потерянную энергию. Тогда уравнение Бернулли следует писать так:

,

где hw – величина той же размеренности, как и все остальные члены уравнения.

Изменение величины удельной энергии струйки реальной жидкости при переходе от одного сечения к другому равно потерянной энергии струйки между этими сечениями.

Сравнивая одинаковые струйки идеальной и реальной жидкостей при одинаковых состояниях в первом сечении dS1, заметим, что, вследствие практической несжимаемости реальной жидкости и условия неразрывности струи, при равенстве скоростей u1в первом сечении, скорости u2 во втором сечении dS2 также будут между собой равны. Поэтому при одинаковых в обоих случаях значениях z2 кинетическая энергия также будет неизменной, но удельная потенциальная энергия давления идеальной жидкости в таком случае должна равняться величине для реальной жидкости, где – удельная потенциальная энергия давления реальной жидкости.

Отсюда следует, что сопротивление участка между данными сечениями dS1 и dS2 потока реальной жидкости преодолевается за счет понижения давления. Поэтому во втором сечении для реальной струйки энергия давления будет меньше на величину hw.

Падение удельной энергии на единицу длины элементарной струйки называется гидравлическим уклоном и обозначается через i, причем для рассматриваемой точки:

где l – длина струйки.

Знак минус указывает на понижение напорной линии по длине струйки.

Падение пьезометрической линии на единицу длины элементарной струйки называется пьезометрическим уклоном и выражается зависимостью

.