Напор (гидродинамика)

Напо́р (более точно по́лный напо́р) (в гидравлике и гидромеханике) — физическая величина, равная удельной энергии потока жидкости в рассматриваемой точке. Обычно рассматривается для течений (несжимаемой жидкости) в поле сил тяжести и определяется из уравнения Бернулли соотношением:

Полный напор

${\displaystyle H=z+{\frac {p}{\rho g}}+{\frac {v^{2}}{2g}},}$

где ${\displaystyle z}$ — вертикальная координата рассматриваемой точки относительно некоторого выбранного уровня (отсчитываемая вверх, против направления силы тяжести), ${\displaystyle p}$ — давление в жидкости, ${\displaystyle g}$ — ускорение свободного падения, ${\displaystyle v}$ — модуль скорости жидкости. Единица напора в Международной системе единиц (СИ) — метр, в системе СГС — сантиметр.

(Пьезометрическим напором) называют величину

${\displaystyle H=z+{\frac {p}{\rho g}},}$

которую удобно использовать в гидрологических измерениях, т.к. эта величина с точностью до постоянного слагаемого равна высоте столба жидкости в колене водяного манометра.

Входящие в выражение для полного напора слагаемые имеют специальные названия:

• ${\displaystyle z}$ — геометрическая (нивелирная) высота,
• ${\displaystyle p/(\rho g)}$ — пьезометрическая высота,
• ${\displaystyle {\frac {v^{2}}{2g}}}$ — скоростная высота ((скоростной напор)).

При стационарном течении несжимаемой идеальной (невязкой) жидкости в силу интеграла Бернулли полный напор сохраняется вдоль линии тока. При течении реальных жидкостей вдоль линии тока напор уменьшается за счёт диссипативных процессов (вязкого трения). Разность напора в двух поперечных сечениях потока реальной жидкости называется потерянным напором (гидравлическими потерями, утратами напора).

Понятие о напоре используется при проектировании гидротехнических сооружений и решении многих задач гидравлики и гидродинамики. При использовании (метода электрогидравлических аналогий) гидравлический напор аналогичен электрическому напряжению (в то время как (подача) или (расход) аналогичны силе тока). Потерянный напор аналогичен падению напряжения.

См. также

• Миллиметр водяного столба
• Давление

Примечания

1. Напор // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 242. — 672 с. — 48 000 экз. — .
2. (Полубаринова-Кочина П.Я.) Теория движения грунтовых вод. — М.: Наука, 1977. — С. 30. — 664 с. 10 марта 2016 года.