2.6. Šķidrumu un gāzu plūsma
Šķidruma un gāzes kustībā daļiņas un vielas slāņi var pārvietoties cits attiecībā pret citu. Piemēram, straumes ātrums upes vidū ir lielāks nekā pie krastiem; gaisa slānis, kas saskaras ar braucoša automobiļa virsmu, kustas ar lielāku ātrumu nekā tālākie gaisa slāņi utt. Šāda viena slāņa kustība attiecībā pret otru slāni izraisa berzi, t. s. iekšējo berzi jeb viskozitāti. Ja ārējie spēki (spiedienu starpība), kas nosaka šķidruma kustību, ir daudz lielāki nekā iekšējās berzes spēki, tad iekšējo berzi var neņemt vērā un uzskatīt, ka šķidrumam nepiemīt viskozitāte (piem., plūsma ūdensvadā, asinsvadā, naftas vadā).
Šķidruma vai gāzes plūsma ir bezvirpuļaina jeb lamināra, ja daļiņu kustība notiek pa iedomātām paralēlām plūsmas līnijām – daļiņām ir tikai virzes kustība. Plūsma ir virpuļaina jeb turbulenta, ja plūsmā parādās līniju virpuļi.
11. att. Šķidruma plūsma
1) Bezvirpuļaina – šķidrumam ir taisnlīnijas kustība.
2) Virpuļaina - šķidruma plūsmā veidojas virpuļi.
Ja daļiņu ātrums katrā plūsmas vietā laikā nemainās, tad plūsma ir stacionāra.
Aplūkosim stacionāru šķidruma plūsmu caurulē ar dažādiem šķērsgriezuma laukumiem S1 un S2.
Laika posmā Δt šķidrums caurulē ar šķērsgriezumu S1 pārvietojas attālumā l1 = V1∆t, bet caurulē ar šķērsgriezumu S2
attālumā
l2 = V2 ∆t.
Šeit V1
un
V2– šķidruma daļiņu ātrums caurulēs ar atbilstīgu šķērsgriezuma laukumu. Tas ir, laika posmā Δt caur šķērsgriezumiem S1 un S2
jāizplūst vienādam ūdens tilpumam ΔV.
ΔV = l1 S1 = l2 S2 vai arī
V1 S1 = V2 S2 jeb,
V1 un V2 – plūsmas ātrums caurulēs ar šķērsgriezumu S1 un S2,
S1 un S2 – caurules šķērsgriezuma laukumi.
12. att. Šķidruma plūsma dažāda diametra caurulē
Šī likumsakarība ir saskatāma arī dabā, piemēram, upēs palu laikā. Upei ieplūstot šaurākā gultnē, straumes ātrums kļūst tik liels, ka spēj aizvadīt tikpat lielu ūdens daudzumu, kāds izplūst upes platākajā vietā.