Гидродинамика.

Гидродинамика - раздел гидравлики, в котором изучаются законы движения несжимаемой жидкости и её взаимодействие с неподвижными и подвижными поверхностями. С точки зрения механики, жидкостью называется вещество, у которого в равновесии отсутствуют касательные напряжения. Жидкость обладает свойствами течь и принимать форму сосуда, в который оно наливается или принимать форму неподвижной или подвижной поверхности, через которую она проходит. Методами гидравлики можно исследовать также движение газов, если скорость этого движения значительно меньше скорости звука, так как при скорости движения газа, близкой к скорости звука или превышающей её, начинает играть заметную роль сжимаемость газа, где методы гидравлики уже неприменимы. Практические применения гидродинамики чрезвычайно разнообразны. Гидродинамикой пользуются при проектировании кораблей и самолётов, расчёте трубопроводов, насосов, гидротурбин и водосливных плотин, при исследовании морских течений и речных наносов, изучении фильтрации грунтовых вод и нефти в подземных месторождениях и так далее…
В потоках несжимаемых жидкостей обычно действуют разные течения и силы. Например, ламинарное или турбулентное течение, которое включает в себя силы давления, сопротивления, вязкости, тяжести и так далее… Соблюдение их пропорциональности означает полное гидродинамическое подобие. Осуществление на практике полного гидродинамического подобия оказывается весьма затруднительным, поэтому обычно имеют дело с частичным (неполным) подобием, при котором соблюдается пропорциональность лишь основных, главных сил.
Ламинарное течение жидкости по плоской поверхности, которое не огибает какие-либо препятствия и перемещается определёнными слоями, является более предсказуемым и прогнозируемым. Тогда как турбулентное течение жидкости, сопровождается интенсивным перемешиванием и беспорядочным движением молекул жидкости и газа, пульсациями скоростей и давлений. При турбулентном течении векторы скоростей имеют не только осевые, но и нормальные к оси русла составляющие, поэтому наряду с основным продольным перемещением жидкости вдоль русла происходят поперечные перемещения (перемешивание) и вращательное движение отдельных объемов жидкости. Этими объясняются пульсации скоростей и давления. Турбулентность может возникать и при нарушении однородности какой-либо среды, например, при кавитации (кипении). При опрокидывании и разрушении волны прибоя возникает многофазная смесь воды, воздуха, пены. Мгновенные параметры среды становятся хаотичными.
Моделирование турбулентности - одна из наиболее трудных и нерешённых проблем в гидродинамике и теоретической физике. Турбулентность всегда возникает при превышении некоторых критических параметров: скорости и размеров обтекаемого тела или уменьшения вязкости. Она так же может возникать при сильно неравномерных граничных и начальных условиях на границе обтекаемого тела. Или, может исчезать при сильном ускорении потока на поверхности, при сильной стратификации среды. Поскольку турбулентность характеризуется случайным поведением мгновенных значений скорости и давления, температуры в данной точке жидкости или газе, то это означает, что при одних и тех же условиях детальная картина распределения этих величин в жидкости будет различной и практически никогда не повторяется. Поэтому, мгновенное распределение скорости в различных точках турбулентного потока обычно не представляет интереса, а важными являются осреднённые величины. Проблема описания гидродинамической турбулентности заключается, в частности, и в том, что пока не удаётся на основании только уравнений гидродинамики предсказать, когда именно должен начинаться турбулентный режим и что именно в нём должно происходить без экспериментальных данных. На мощных компьютерах удаётся моделировать только некоторые типы течений. В результате, нам приходится довольствоваться лишь феноменологическим, приближенным описанием.
Для детального понимания турбулентности, как состояния сплошной среды, газа, жидкости или их смесей, внутри которой наблюдаются хаотические колебания давления, скорости, температуры и плотности, за счёт зарождения, взаимодействия распространения или исчезновения в них вихревых движений различных масштабов, а так же линейных и нелинейных волн и струй, распространённых в пространстве и времени. Необходимо знать вновь открытые законы гидродинамики. Законы образования планет и Галактик нашей Вселенной. Математические формулы и размерные единицы некоторых физических величин, таких как:
- отношение кинематической вязкости воздушного потока за единицу времени:
Б = 5,50212489908158646549242043365948 м²/с.  Смотрите патент Российской Федерации № 2245860,
- отношение кинематической вязкости водного потока за единицу времени:
Бв = 462,12549394489518592954522541906 м²/с.  Смотрите патент Российской Федерации № 2255658,
Кинематическая вязкость воздушного или водяного потока (внутреннее трение) - это свойство реальных жидкостей, или газов, оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости, или газов, относительно другой. При перемещении одних слоев реальной жидкости, или газов, относительно других возникают силы внутреннего трения, направленные по касательной к поверхности слоев. Действие этих сил проявляется в том, что со стороны слоя, движущегося быстрее, на слой, движущийся медленнее, действует ускоряющая сила. Со стороны же слоя, движущегося медленнее, на слой, движущийся быстрее, действует тормозящая сила.
Например, новый закон энергии материального тела расположенного в пространстве гласит, что каждое материальное тело (молекула воды или воздуха), которое будет помещено в разные среды, будет обладать разной энергией. Однако необходимо помнить, чтобы перенести любое материальное тело из одной среды в другую понадобиться работа, которая будет пропорциональна полученной энергии, выделенной из другой среды.
При решении той или иной задачи в гидродинамике применяют основные законы и методы механики и, учитывая общие свойства жидкостей, получают решение, позволяющее определить скорость, давление и касательную напряжения в любой точке занятого жидкостью пространства. Это даёт возможность рассчитать, в частности, и силы взаимодействия между жидкостью и твёрдым телом. Главными свойствами жидкости, с точки зрения гидродинамики, являются её лёгкая подвижность, или текучесть, выражающаяся в малом сопротивлении жидкости деформациям сдвига однородной среды, которая не сопротивляются растяжению.
При изобретении гидрофизического кавитационного теплового нагревателя и бесплотинной гидроэлектростанции были выведены математические формулы и новые законы гидродинамики, которые я представляю для вашего рассмотрения.
Необходимо понять, что водный поток в русле реки будет перемещаться с разным ускорением. Например, верхний слой одного потока будет течь быстрее, чем средний слой, а средний слой водного потока будет течь быстрее, чем нижний слой водного потока. Для определения периода времени необходимого для перемещения одного исследуемого слоя водного потока жидкости был выведен первый закон Белашова. Например, если по первому закону вычислить скорость перемещения водного потока реки имеющего высоту водного столба 1 м, то
или 30 м³ в минуту,
или 1800 м³ в час,
или 108000 м³ в сутки,
Произведём проверку количества секунд затраченных на перемещение водного потока реки.
0,184365531839 с + 0,349810320892 с + 0,514905542151 с = 1,049083594882 c
Как нам стало известно из нового закона, что даже при ламинарном перемещении жидкости в водном потоке реки каждый слой водного потока испытывает потери в силе, работе и энергии. Если водный поток проходит по переменному сечению горизонтальной трубы или устью реки необходимо учитывать ещё общие потери в переменном сечении устья реки или горизонтальной трубы включающие:
- потери силы водного потока на перемещение каждого слоя,
- потери температурные внутри каждого слоя водного потока,
- потери работы водного потока на перемещение каждого слоя,
- потери энергии водного потока на перемещение каждого слоя,
- потери времени на перемещение каждого слоя водного потока,
- потери на трение водного потока о стенки трубы или устье реки,
- потери от химического состава и механических свойств жидкости,
- потери от физических свойств и кинематической вязкости жидкости,
- потери силы в сужающем устройстве при перемещении водного потока,
- потери работы в сужающем устройстве при перемещении водного потока,
- потери энергии в сужающем устройстве при перемещении водного потока и так далее...
Необходимо напомнить, что вода обладает аномальной высокой теплоёмкостью [4,18 Дж/(г·К)], то есть вода медленно нагревается и медленно остывает, является таким образом регулятором температуры на планете Земля.
Для перемещения жидкости по переменному сечению, или по горизонтальной трубе, часто используют закон Бернули, который является, как бы, следствием закона сохранения энергии. Необходимо отметить, что закон Даниила Бернулли не соответствует размерным единицам физических величин и не учитывает множество потерь при перемещении водного потока или жидкой смеси по переменному сечению трубопровода, и тем более, данный закон не может определить момент силы, работу или энергию водного потока перемещающегося по руслу реки.
формула формула
где:
P - давление перемещаемой жидкости, Па     где  1 Па = 1 Н/м²
g - ускорение свободного падения тел в пространстве, м/с²
p - плотность  перемещаемой  жидкости,  кг/м³
v - скорость перемещения жидкости, м/с
h - уровень жидкости, мм.
Для точного расчёта водного потока перемещающегося по переменному сечению трубопровода или устью реки, был выведен второй закон Белашова, который определяет момент силы для перемещения водного потока или жидкой смеси.
Для точного расчёта водного потока перемещающегося по переменному сечению трубопровода или устью реки, был выведен третий закон Белашова, который определяет работу по перемещению водного потока или жидкой смеси.
Для точного расчёта водного потока перемещающегося по переменному сечению трубопровода или устью реки, был выведен четвёртый закон Белашова, который определяет энергию по перемещению водного потока или жидкой смеси.
При этом необходимо особо подчеркнуть, что второй, третий и четвёртый закон Белашова очень чувствителен к ускорению свободного падения тел в пространстве, поэтому механизм его возникновения был изложен в описании изобретения.
Данные законы Белашова соответствуют размерным единицам физических величин и по ним можно вычислить не только перемещение водного потока или жидкой смеси, но и перемещение воздушного потока или газовой смеси, где в законах необходимо заменить:
Р в - плотность воды или жидкой смеси на Р о - плотность воздушного потока или газовой смеси, при этом все указанные выше потери водного потока будут выражены в Ньютонах.
Как видно из предоставленных расчётов, сила, работа и энергия перемещения водных потоков по переменному сечению трубопровода или водного потока реки полностью доказана по законам и математическим формулам Белашова, которые соответствуют закону сохранения энергии, что ещё раз доказывает открытие кинематической вязкости водного и воздушного потока за единицу времени.
 

Открыты новые законы и математические формулы по гидродинамике.

◄|| Новые законы гидродинамики взяты из патента № 2382232 ||►
 
Смотрите интеллектуальную кавитационно-реактивную торпеду с разделяющимися головными частями, которая способна двигаться по сложной траектории, с большим или малым ускорением, влево или вправо, вниз или вверх, останавливаться, производить быстрое погружение или всплытие, делать любые развороты или повороты на месте и в движении. Производить отвлекающие или дезориентирующие действия и совершать атаку подводной или надводной цели, с вертикальным и горизонтальным углом атаки, по множественным отсекам поражаемого объекта с верхней, нижней и фронтальной стороны одновременно.
Патент Российской Федерации № 2358234.  
 
Смотрите математические формулы для расчёта гидрофизического кавитационного теплового нагревателя.
Патент Российской Федерации № 2255658.  
 
Смотрите бесплотинную гидроэлектростанцию Белашова.
Патент Российской Федерации № 2382232.  
 
Смотрите научную статью о новых законах электрических и электротехнических явлений. Научно-методический журнал «Проблемы современной науки и образования», № 2-16 2013 года страница 21. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 55-45545 ISSN 2304–2338.
Смотрите научную статью о новых законах и математических формулах по гидродинамике. «Международный научно-исследовательский журнал», № 5-14 2013 года часть 1 страница 5. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 55 - 51215 ISSN 2303-9868.
 
◄|| Главная ||►◄|| Полная версия страницы ||►