Вода — это текучая или непрерывная материальная среда, которая постоянно деформируется, не разрушаясь, под действием внешних сил. Именно эта жидкость является одним из основных элементов аквапарков. На самом деле, мы в Amusement Logic по опыту знаем, что для разработки и составления инженерного проекта аквапарка необходимо знать свойства воды, а также параметры, которые ее определяют, и взаимосвязь между ними. Обладая этими знаниями, мы можем предвидеть ее поведение и движение и, следовательно, управлять ею. И поэтому мы можем осуществить эффективное и безопасное проектирование аквапарка.
Поскольку вода постоянно деформируется под действием различных сил, будь то давление или касательные силы, вода не имеет определенной формы. Следовательно, мы считаем ее плотность, а не массу, фундаментальной величиной, которую необходимо принимать во внимание. Однако плотность воды изменяется в зависимости от ее температуры, согласно параметру теплового расширения. Более того, модуль упругости позволяет количественно оценить изменение давления при изменении объема. Поскольку этот модуль очень высок для воды, то с точки зрения численного моделирования вода обычно считается несжимаемой жидкостью.
Вода практически не сопротивляется касательным напряжениям, но деформируется под их воздействием. И скорость деформации, которую она демонстрирует, связана, через ее вязкость, с этими тангенциальными силами. Таким образом, вязкость представляет собой сопротивление движению, что делает ее фундаментальным свойством в механике.
При нормальных условиях (температура 25°C и давление 1 атмосфера) вода представляет собой жидкость. А ее летучесть как жидкости связана с давлением пара, которое соответствует давлению, при котором жидкая фаза воды и паровая фаза находятся в равновесии при данной температуре (поскольку давление пара изменяется с температурой).
В итоге, знание вышеперечисленных и других свойств воды позволит нам с помощью теории гидроаэромеханики освоить некоторые особенности ее поведения и другие явления, связанные с ее движением. Например:
- Его ламинарный и турбулентный режимы движения.
- Поле скоростей воды при ее транспортировке по трубам.
- Явление кавитации.
- Гидроудар.
Инженеры всегда должны принимать во внимание эти явления, чтобы разработать адекватный проект гидравлических инфраструктур, необходимых в аквапарках. Эти и другие явления, связанные с гидравликой и механикой жидкости, а также их практическое применение в разрабатываемых нами проектах аквапарков мы обсудим в следующих статьях.
———————
Луис Ллор, старший инженер-гидротехник отдела архитектуры компании Amusement Logic.