АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Режимы движения жидкости

Читайте также:
  1. II. Программные установки в движениях декабристов и народников: общее и особенное.
  2. А.П. Цыганков. Современные политические режимы: структура, типология, динамика. (учебное пособие) Москва. Интерпракс, 1995.
  3. АВАРИЙНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТОННЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
  4. Анализ движения основного капитала на предприятии ООО «Содел»
  5. Анализ состава, движения и состояния имущества предприятия
  6. Аппаратные и программные средства.Компьютерные режимы обучения
  7. Боевая стойка. Передвижения и позиции
  8. Валютный курс: сущность и факторы его движения
  9. Валютный курс: сущность и факторы, его определяющие. Режимы валютного курса: фиксированный и плавающий
  10. Виды (режимы, системы) валютных курсов (по степени гибкости)
  11. Виды движения (течения) жидкости
  12. Виды движения (течения) жидкости

Наука о движении жидкостей под действием внешних сил и о механическом взаимодействии жидкости и соприкасающихся с нею тел при их относительном движении называется гидродинамикой. Рассмотрим некоторые понятия и определения гидродинамики.

Поток жидкости – ряд элементарных струек, движущихся в одном направлении в трубе.

Живое сечение потока – перпендикулярное к основному направлению движения потока его поперечное сечение.

Смоченный периметр – периметр поперечного сечения трубы, с которым соприкасается поток жидкости.

Расход жидкости – количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Определяется по формуле Q = Fv, где F – площадь живого сечения, м2; v – скорость движения жидкости, м/с.

Установившееся течение – основные параметры (скорость и давление) потока жидкости в любой точке потока не изменяются во времени.

Неустановившееся течение – скорость и давление в определенных точках потока жидкости непостоянные, т. е. меняются во времени.

Равномерное течение осуществляется в потоке, имеющем по длине одинаковые живые сечения, при этом в соот­ветствующих точках сечений скорости и давления одинаковы.

Неравномерное течение – живое сечение по длине потока жидкости меняется или скорости и давления в живых сечениях распределяются неодинаково.

Существуют два режима течения реальной капельной жидкости: ламинарный (струйный) и турбулентный (вихревой). Когда отдельные слои жидкости при малых скоростях движения перемещаются независимо (обособленно) друг от друга, т. е. наблюдается стройное, а именно послойное движение жидкости, – режим называется ламинарный. После достижения определенной скорости движения жидкости слоистое течение ее нарушается и движение становится беспорядочным, бесформенным – турбулентным.

Английским ученым О. Рейнольдсом было доказано, что характер течения зависит от соотношения между скоростью потока, диаметром трубы и вязкостью жидкости. Безразмерный параметр, называемый числом или критерием Рейнольдса, определяется по выражению

Re = vd/v,

где v – средняя скорость потока, м/с;

d – внутренний диаметр трубы, м;

v – коэффициент кинематической вязкости, м2

Переход из ламинарного режима в турбулентный (и наоборот) происходит при определенном критическом числе Рейнольдса. При значении Re меньше критического движение потока жидкости ламинарное, при значении больше критического – турбулентное. Ламинарному режиму течения жидкости по гладким металлическим цилиндрическим трубам соответствуют значения Re<C< 2200–2300, турбулентному – Re> 2200–2300. В судовых системах встречаются все виды движения жидкости.

При течении сплошного потока несжимаемой жидкости и установившемся движении в трубе, ограниченной твердыми стенками,расход жидкости в любом живом сечении трубы есть величинапостоянная:

Q = F1v1= F2v2=····=F2v2= const (1.2)

где F1 и F2 – площади разных сечений трубы;

v1 и v2 – средние скорости течения жидкости в данном сечении трубы.

Уравнение (1.2) называется уравнением сплошности или неразрывности,

К установившемуся сплошному потоку несжимаемой идеальной жидкости, протекающей в жесткой трубе, применим закон сохранения энергии, т. е. энергия любой частицы струйки потока в любом его живом сечении есть величина постоянная и равна Еу = const, где Еу – энергия единицы массы (1 кг) текущей жидкости, или удельная энергия. В общем виде удельная энергия состоит из двух составляющих:

Еу = Еп + Ек,

где Еп – потенциальная энергия; Ек – кинетическая энергия. В свою очередь, Еп = z + р/ρ, где z – удельная энергия положения выделенной единицы массы относительно какой–либо плоскости сравнения, называемая геометрическим напором.

В различных живых сечениях потока геометрический напорможет иметь разные значения. Энергия положения характеризуетработу, которую может произвести масса 1 кг выделенной жидкости при свободном падении с данной высоты. Единица геометрического напора выражается высотой столба жидкости в метрах.Вторая составляющая уравнения (1.3) является удельной энергией давления, т. е. потенциальной энергией 1 кг жидкости,создаваемой гидростатическим давлением, и называется пьезометрическим напором.

p = ρ · h

где ρ – плотность жидкости;

h – высота свободной поверхности жидкости от центра данного сечения

h=р 1 , h 2 2 /ρ, …….hnn

Кинетическая энергия жидкости Е к = 0,5 . Отнесенная к 1 кг массы жидкости, т.е. когда m = 1 /g, кинетическая энергия (скоростной напор) равна Е к =v 2 /(2g).

Величина Ек может измеряться высотой столба жидкости. Это следует из определения скорости свободно падающего тела v= c,откуда h c =v2/(2g). Поэтому h c– это высота, падая с которой в среде, не имеющей сопротивления, 1 кг жидкости преобретая скорость v. В рассматриваемых живых сечениях потока скоростные напоры будут соответственно равны

v12/(2g).=v22/(2g).,….,v2п/(2g)..

Еу = z1 + р1 /ρ+ v12/(2g).=z2 + р2 /ρ+ v22/(2g)=….

т.е. z + р /ρ+ v2/(2g)= const

 

Это уравнение называется уравнение Бернулли. Согласно этому уравнению полная удельная энергия идеальной жидкости в любом живом сечении элементарной струи будет постоянна.

Уравнение Бернулли можно истолковать и чисто геометрически. В самом деле, каждый член этого уравнения имеет линейную размерность.

При движении реальной (вязкой) жидкости скорости в сечении потока будут различны, что изменит значение энергии жидкости, проходящей в единицу времени через сечение потока. Неравномерность скоростей по сечению потока учитывается коэффициентом Кориолиса а, который равен 1,05–1,1 и в расчетах часто опускается.

Помимо учета неравномерности распределения скоростей по сечению потока для реальной жидкости необходимо учитывать потери напора на преодоление сопротивлений.

Потеря напора hw при движении жидкости по трубопроводам, в свою очередь, состоит из потери напора по длине трубопровода hT и потери местных сопротивлений йм, т. е. hw = hT + hM.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)