Менделеев Д.И. О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании (1124038), страница 12
Текст из файла (страница 12)
фут. =12 франц. линий. з Н подлиннпке,поверхность'. (Плпм. реА) '" Тзк кзк по моим личным опытам и по совокупности известных мне поутих изблюлений должно думать, что сопротивление ззметно растет дзже тогда, иогдз диаметр канала в 5 рвз превышает диаметр тела (здесь глубина в 4 раза). то в узкостн кзнзлз, примененного дю-Бюз, должно нскзть причину неточности некоторых выводов Лю-Бюз. о сопготивлвнии жидкостей 332 прибор погружался так, что центр был на глубине 15". Все результаты переведены к скорости течения 36" в секунду. Этой скорости отвечает высота 5=21.5 линий. В дело пошел жестяной прибор, изображенный на черт. 4. У него 5 отверстий: 1 в центре, О на '/, расстояния от вертикального бока„ на срЕ- ди е высоты, И близ края, на той же горизонтальной линии средины, всего на 10пы от края, (Ь' у самого края на той же линии и У в самом углу, внизу.
Все отверстия имели около 1'" диаметра. В опыте 209 был взят олин прибор сам по себе, в опыте 210 он составлял переднюю стенку куба; а в 211-м переднюю стенку призмы длиною в 3'. Возвышение 'воды з трубке было следующее — в линиях (знак минус перед цифрами означает понижение уровня): К Вчч -8.6 17.0 14.3 ! 6.0 О:крыты атччрстчя: l П Опыт 209.... 32.8 27.Я ЛО.... 32.8 30.2 211 .
тп л 20Л вЂ” 3.6 17.8 — 12.1 т Не должно смеаввать, как ято, может быть, делал даже сам Дю-Бюа, гмдростртвчвского давлении с гпдродннамнческнм нлн с напором, Статнческоч давлрнне остается то же нлн почти то же прн данженян, как н до него. Иначе пв отверстня яод водой близ кормы сосало бы воду, а опа в действительность туда вливается.
Тут видно, что около краев давление настолько уменьшается, что даже становится отрицательным, а в центре оно в два раза больше, чем на всю поверхность. Чтобы объяснить эти отношения, Дю-Бюа рассуждает так: удар воды на все части поверхности был бы один и тот же, если бы вода могла тотчас уходить, исчезать, но она должна уклониться, протечь по поверхности, и скорость течения к краям будет увеличиваться; это течение в бок, вдоль по поверхности, само.
по себе уменьшает давление, а потому в разных точках поверхности оудет наблюдаться алгебраическая сумма (арифметическая разность) давлений: того положительного, которое зависит от текущей в реке воды, и того отрицательного, которое происходит от тока, параллельного 1или наклонного) поверхности. Последняя величина близ краев оказывается превосходящею первую, а потому в результате получается около края отрицательное давление." Эти соображения объясняют, может быть, также и то различие, которое видно в 3-х предыдущих опытах, потому что скорости утекания воды с передней поверхности и вдоль ее должны зависеть ие только от давления протекающей воды, но также и от того„ куда утекает вода и какие препятствия она встречает своему дальнейшему движению.
Однако Дю-Бюа считает различия, полученные в опытах 209, 210 и 211, только от неточности способов ВАжнейшие сведения о сопРотизлении сРеды 333 наблюдения (э 454), как можно думать по следующему опыту ()ф 212). Чтобы узнать все давление, испытываемое прибором, сделано было на одном приборе 81, на другом 625 отверстий (сумма их='/,„всей поверхности). При этом последнем получилось поднятие 28."'3, когда взят куб 29."'2, а для призмы 28."'4. Когда взят прибор с 81 отверстиями 30."'8.
Для трубки Пито, кончающейся воронкою, поднятие=30."'1, а когда отверстие воронки закрыто диафрагмою с одним отверстием 34."'4. Из предыдуших опытов однако нельзя судить о всем сопротивлении поверхности приборов, потому что у краев давление отрицательно, и истинное среднее из суммы всех элементарных давлений должно быть меньше наблюденного, потому что у самых краев не было отверстий. Дю-Бюа рассчитывает, что все среднее давление у него было 25."'5, а так как высота, отвечающая скорости,=21."б,то для передней плоскости должно признать нормальное сопротивление равным весу столба жидкости, которому 25.5 плоскость служит основанием, а высота= =, Ь=1.186 л.
где й есть высота, отвечающая скорости. Следовательно передняя нормальная плоская поверхность представляет сопротивление = яз' 2л' =1.186 —. Но это переднее носовое сопротивление или давление составляет только часть полного сопротивления, в котором участвует еще заднее кормовое сопротивление, как бы толкающее тело назад вследствие недостатка там давления и выражающееся в том разрежении или уменьшении давления, которое замечается, когда трубку Пито или ей соответствующие приборы Дю-Бюа повернуть отверстиями по течению, а не против него, как было выше.
Тогда замечается опускание поплавка, служащее мерою недавления. Оно изучается Дю-Бюа теми же способами, как и переднее давление. Мы не считаем нужным описывать все опйты (от 217 до 222), сюда относящиеся, а прямо приводим выводы, сделанные Дю-Бюа: 1) с длиною тела значительно уменьшается кормовое недавление (у прибора 4-го с 5 отверстиями открытыми =15."'О, у куба 6."'О, у призмы 1."'12); 2) оно незначительно уменьшается от периферии задней плоскости к центру; 3) оно в своей средней величине одинаково (как и переднее давление) для больших и малых плоскостей и следовательно сопротивление, от него зависящее, пропорционально поверхности; 4) если л есть высота, отвечающая скорости, то для.пластинки недавление=0.670 л, для куба 0.271 л, для призмы 0.153 Ь, вообще лл, где л зависит от относительной длины тела.
Из.,совохупности предыдущих опытов, считая средние показания,трубки Пито за истинные мерителн давления, испытываемого телом, прямо противопоставленным течению, следует, что 334 О сОпРОтиВлении жидкостей 1) плоскость, 2) куб и 3) призыв, длиною превышающая в 3 раза ее поперечные размеры, испытывают следующую сумму давлений 1) спереди Ь 1.!86 ЛЯ+саада а 0670 Д5= 1.856 1 2), Д 1.186 Л5-»- . Ь 0.271 М= 1А57 ) — = ЯЬ 3) „Ь 1,186 ЛЯ-; . Ь 0.153 ИЯ= 1,239 2К Выражая в килограммах и метрах ф=9.82) для плоскости, которой поверх»»ость=о', в жидКости, коей 1 куб.
м весит Ь, при скорости О м, давление: Р=,з'98чЬ5пз=0.094555оа....... (Л) Например для воды, при скорости=1 и, площадь в 1 кв. м испытывает напор 94.5 кг. Следствие подобного рода должно было проверить опытом. И это легко было сделать, употребляя в дело весы или динамометр. Дю-Бюа, приступая к подобному весовому определению целого сопротивления, однако оговаривается насчет того, например, что в целом сопротивлении участвует трение'-' и т. и. причины, могущие делать его величиною иною, чем вышеопределенная. Взяты были:1 — пластинка поверхностью= 1 кв. фут.; Н вЂ к, сторона 12"; 1П вЂ” призма, основание 1 кв. фут, длина 3' и 1Ч вЂ так же призма длиною 6'1 каждое яз этих тел прикреплялось к вертикальной ветви весов, имеющих форму буквы Т и вращающихся в месте соединения горизонтальной и вертикальной ветвей.
На горизонтальном плече прикреплена чашка, и так как длина этого плеча в два раза менее„чем нисходящего, то давление было в два раза менее груза чашки, у»равновешиваюшего напор течения на прикрепленное тело. Погружение то же, как выше, и скорости те же. Полученные сопротивления: 1 19.45 фунт.; !! 15.22; Ш 13.87 и 1Ч 14.2? фунт. По вышеприведенныл» же формулам следует: ! 19.34; и 15.24; П1 13.96, а для длинной призмы Дю-Бюа рассчитывзет 1»7=13.49. Из этого видно, что сумма переднего и заднего давлений исчерпывает почти все давление для коротких тел, а для длинного 17-го тела получается перевес 14.27 — 13.69=0.78 фунт., который объясняется трением и т.
и. Итак, здесь ясно, что прием, пред- » для франп. фунтов н футов а=70, для скорости, бывшей в опытах, В = , = 21'".5 =0.149 фут. Поверхность 3 в частном случаебольшннства опы- 2 л~ тов Дю-Бюа= 1 кв. футу. а чрезвычайно ннтересно, что дю-Бюа, говоря о тренин, прямо преллагает заимствовать аелнчнну его нз опытов течения воды в трубках н от скоростн рек, что нменно сделалн потом. Сверх того он (й 481) считает, что трение не успевает вполне проявиться на коротком теле н только прн установнап»емся режиме, т. е. для длинного тела, прнобретзет нстннную свою велнчнну.
Это прямо протнаоположно тому, что предполагает Фроуд (см. 6-е прнложенне). * В подлнннкке опечатка „29' вместо „2д'. (77аил». ре»».) Влжнепшие сВедения О сопРОтиВлении сРеды ЗЗЬ ложенный Дю-Бюа, дает действительно меру сопротивления.
Мы в дальнейшем изложении (в 3-й главе) сопоставим с этими другие прямые определения сопротивлений, теперь же обратим внйманне на то, что прием Дю-Бюа иов и изящен; он годится для прямой плоскости, неприменим к кривым поверхйостям и что в предыдущем дело касается неподвижного тела и движущейся среды, а не того обычного случая — движущегося тела, который составляет главный предмет учения о сопротивлении. Это видит ясно Дю-Бюа и в следующей главе(Ч) переходит к определению сопротивления движущегося тела В нЕподвижнОй ВОДЕ. ДО нЕгО никто не сомневался в том, что выц~ерассмотренное давление равно этому сопротивлению. Он пожелал проверить это положение опытным путем, задавшись ($ 471) вопросом: „не представляет ли спокойная вода сравнительно с движущеюся бдльшей легкости раздвигания ее частей и следовательно меньшего сопротивленияр" Ответ потребовался от природы при посредстве тех же видоизменений трубки Пито, как и в предшествующих опытах.
Для этого, около Конде, на запруде течения реки (!а На!пе) (6' глубины) опытные бурлаки, идя по обоим берегам, тянули с равномерною скоростью две скрепленные между собою лодки, между ними помост фут. 6 длины, иад водой 1 фут, на том помосте прикреплен, на железной полосе, опущенный в воду„ вышеописанный прибор (черт. 4). На том приборе было или 2 отверстия (одно в центре, другое совершенно у края), или 626 отверстий. Обращался он отверстиями или в ту сторону, куда тянули, или в обратную.
Получались, конечно, возвышения нли понижения поплавка. Наблюдалась скорость. Она изменялась Н от 26 до 67 дюйм. в секунду. Приводим под знаком — средние л отношения набл1одаемых высот к высотам, соответствующим скоростям: И 7т Скорость от 54 до 37»; спереди —, 1.09, сзади — „=ОАВ )( дая одного соеднего от- 48 . 54 . 105 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
