Кинематика. 
Механика жидкости и газа

Что такое расход потока и как по расходу можно определить среднюю скорость движения жидкости в сечении потока?

Течение жидкости характеризуется ее расходом, величина которого определяется как произведение площади поперечного сечения поршня на скорость его движения.

Расход = площадь поперечного сечения • скорость перемещения.

Q=S•V.

Для общего понимания, что такое расход жидкости, давайте рассмотрим на примере.

Если в поршень в первом сосуде, изображенном на рис. 3, перемещать вниз с некоторой скоростью, которая обычно обозначается латинской буквой «V», одновременно воздействуя на него усилием F1, то он будет вытеснять жидкость во второй сосуд. Поршень, которого будет подниматься со скоростью во столько раз меньшей скорости опускания поршня в первом сосуде, во сколь раз площадь его поперечного сечения больше площади поперечного первого поршня.

В Технической литературе расход жидкости обозначается латинской буквой «Q» и может быть представлен также как произведение объема жидкости перемещаемого за единицу времени:

расход = (перемещаемый объем)/время Соответственно, выражение для расхода жидкости может быть представлено в виде:

Q=W/t;

Буквой «W» обозначена величина вытесняемого объема жидкости, а «t» — время вытеснения, или Q=S•V. Так как V1c• S1с= V2•S2с, поскольку объем жидкости, вытесненный за некоторое время из первого сосуда, поступил во второй сосуд за это же время, а значит расход жидкости вытекающей из первого сосуда, равен расходу жидкости, поступающий во второй сосуд:

V2=(V1•S1)/S2.

Жидкость во втором сосуде будет течь медленнее во столько раз, во сколько раз площадь поперечного сечения этого сосуда больше площади сечения первого сосуда (буквами S1с и S2с обозначены площади сечения сосудов), а S1 и S2 (площади сечения их горловин).

Единицы измерения расхода Наиболее часто на практике встречаются следующие единицы измерения расхода:

см3/с (кубические сантиметры отнесенные к секунде);

л/мин (литры отнесенные к минуте) — 1 см3/с= 0,06 л/мин В европейских странах используются также величины dm3? min (кубические дециметры отнесенные к минуте), которая численно равна л/мин.

В Англии, США и Японии используется величина, представляющая собой отношение объёма, выраженного в имперских галлонах, к минуте и обозначается, как «imgalpm» и «galpm». Пересчет этих величин в л/мин может быть выполнен по соотношению: 1 imgalpm = 4.5 л/мин и 1 galpm = 3,8 л/мин.

Средняя скорость потока х — скорость движения жидкости, определяющаяся отношением расхода жидкости Q к площади живого сечения щ.

Поскольку скорость движения различных частиц жидкости отличается друг от друга, поэтому скорость движения и усредняется. В круглой трубе, например, скорость на оси трубы максимальна, тогда как у стенок трубы она равна нулю.