Расход потока. Геометрические характеристики потока жидкости. Средняя скорость потока. Формула расхода.

Как мы отмечали, поток жидкости представляет собой совокупность элементарных струек. Скорость струек в сечении потока разная.

Расход потока () равен сумме расходов элементарных струек:

Под площадью сечения потока обычно понимается так называемое живое сечение.

Живое сечение (со) — сечение потока, перпендикулярное линиям тока.

Другой важной характеристикой потока жидкости является его смоченный периметр.

Смоченным периметром (%) называется часть периметра живого сечения потока, вдоль которой жидкость взаимодействует со стенками русла. На рис. 3.8 показано живое сечение двух потоков: полностью заполненного трубопровод и потока в прямоугольном лотке со свободной поверхностью.

Рис. 3.8. Живое сечение со и смоченный периметр % потоков жидкости

Для трубопровода площадь живого сечения со = кс1²/4, а смоченный периметр % ⁼ л с/, для лотка со = Ьк % ⁼ Ь + 21г.

Еще одним параметром живого сечения является гидравлический радиус 7?, который определяется как отношение площади живого сечения к его смоченному периметру:

Теперь мы можем определить понятие средней скорости течения в рассматриваемом живом сечении потока: средня скорость (у) — это отношение расхода потока к площад живого сечения потока жидкости:

64 Глава 3. Гидродинамика. Понятия и характеристики...

Отсюда вытекает и формула расхода потока: