Виды физического воздействия на поток

В общем случае характер течения жидкости в канале определяется множеством внешних факторов. Внешние воздействия, изменяющие скорость течения, называют физическими воздействиями. В пределах тех задач, которые изучаются в обычной газовой динамике, рассматриваются следующие пять видов физического воздействия:

1) Геометрическое воздействие – изменение площади поперечного (проходного) сечения канала по его длине (сужение или расширение канала).

2) Расходное воздействие – присоединение дополнительной массы жидкости или её отбор по длине канала (вдув или отсос газа через перфорированные стенки канала, например).

3) Тепловое воздействие – нагрев движущейся жидкости за счет подвода тепла извне или охлаждения путем отвода тепла.

4) Механическое воздействие – подвод или отвод механической (технической) работы. В первом случае над жидкостью совершается работа – сжатие газа в компрессоре, например. Во втором – жидкость совершает работу, например вращает турбину.

5) Воздействие трения – изменение скорости течения под влиянием трения.

Все перечисленные виды воздействия входят в основные уравнения газовой динамики: изменение площади канала и расходное воздействие – в уравнение неразрывности или расхода, тепловое и механическое воздействия – в уравнение энергии (уравнение энтальпии), воздействие трения в виде гидравлических потерь – в уравнение Бернулли.

Формально выделенные пять видов воздействия по физическому содержанию задачи могут быть сведены к трём: расходному (в том числе и геометрическое воздействие), тепловому и импульсному в соответствии с тремя законами (уравнениями) сохранения, положенными в основу анализа внешних воздействий.

Все воздействия, за исключением трения, могут быть как положительными, так и отрицательными. Что касается воздействия трения, то оно является односторонним: преодолевая сопротивление трения по длине канала, газ может только отдавать работу, но не получать её.

Связь между скоростью течения и физическим воздействием устанавли­вается с помощью уравнения обращения воздействия (уравнения закона обращения воздействия).