Введение
В предыдущей главе было показано, что можно легко получить точные математические ситуации для сил, действующих на покоящиеся жидкости.Это связано с тем, что в гидростатике задействованы только простые силы давления.Если рассматривать жидкость в движении, то задача анализа сразу становится значительно сложнее.Необходимо учитывать не только величину и направление скорости частиц, но также комплексное влияние вязкости, вызывающее напряжение сдвига или трения между движущимися частицами жидкости и на содержащих их границах.Относительное движение, которое возможно между различными элементами жидкого тела, приводит к значительному изменению давления и напряжения сдвига от одной точки к другой в зависимости от условий потока.Из-за сложности, связанной с явлением потока, точный математический анализ возможен только в немногих и с инженерной точки зрения некоторых непрактичных случаях. Поэтому необходимо решать проблемы потока либо путем экспериментирования, либо путем создания некоторые упрощающие предположения, достаточные для получения теоретического решения.Оба подхода не являются взаимоисключающими, поскольку фундаментальные законы механики всегда справедливы и позволяют в ряде важных случаев применять частично теоретические методы.Также важно экспериментально установить степень отклонения от истинных условий, вытекающую из упрощенного анализа.
Наиболее распространенным упрощающим предположением является то, что жидкость является идеальной или совершенной, что устраняет усложняющие эффекты вязкости.Это основа классической гидродинамики, раздела прикладной математики, который привлек внимание таких выдающихся ученых, как Стоукс, Рэлей, Рэнкин, Кельвин и Ламб.Классическая теория имеет серьезные ограничения, но, поскольку вода имеет относительно низкую вязкость, во многих ситуациях она ведет себя как настоящая жидкость.По этой причине классическую гидродинамику можно рассматривать как наиболее ценную основу для изучения характеристик движения жидкости.Настоящая глава посвящена фундаментальной динамике движения жидкости и служит основным введением в последующие главы, посвященные более конкретным проблемам, возникающим в гидравлике гражданского строительства.Выведены три важных основных уравнения движения жидкости, а именно: уравнения неразрывности, Бернулли и импульса, и объяснено их значение.Позже рассматриваются ограничения классической теории и описывается поведение реальной жидкости. Повсюду предполагается несжимаемая жидкость.
Типы потока
Различные типы движения жидкости можно классифицировать следующим образом:
1. Турбулентный и ламинарный
2.Вращательный и безвихревой.
3. Устойчивый и неустойчивый
4. Равномерное и неоднородное.
Погружной канализационный насос
Осевые насосы серии МВС Насосы смешанного потока серии АВС (Вертикальный осевой насос и Погружной канализационный насос смешанного потока) представляют собой современные производства, успешно спроектированные путем внедрения современных зарубежных технологий.Производительность новых насосов на 20% больше, чем у старых.Эффективность на 3~5% выше, чем у старых.
Турбулентное и ламинарное течение.
Эти термины описывают физическую природу потока.
В турбулентном потоке движение частиц жидкости неравномерно и происходит, казалось бы, случайная смена положений. Отдельные частицы подвержены колеблющимся транс.вертикальные скорости, так что движение является вихревым и извилистым, а не прямолинейным.Если краситель впрыскивается в определенную точку, он быстро диффундирует по потоку.Например, в случае турбулентного потока в трубе мгновенная запись скорости на сечении покажет приблизительное распределение, как показано на рисунке 1 (а).Стационарная скорость, регистрируемая обычными измерительными приборами, обозначена пунктирным контуром, и очевидно, что турбулентный поток характеризуется нестационарной колеблющейся скоростью, наложенной на постоянное среднее значение во времени.
Рис.1(а) Турбулентный поток
Рис.1(б) Ламинарный поток
В ламинарном течении все частицы жидкости движутся по параллельным траекториям и поперечная составляющая скорости отсутствует.Упорядоченная прогрессия такова, что каждая частица следует точно по пути предыдущей частицы, без каких-либо отклонений.Таким образом, тонкая нить красителя останется без диффузии.При ламинарном течении (рис.1б) градиент поперечной скорости значительно больше, чем при турбулентном. Например, для трубы отношение средней скорости V и максимальной скорости V max составляет 0,5 при турбулентном течении и 0 ,05 с ламинарным потоком.
Ламинарное течение связано с низкими скоростями и вязкими вялыми жидкостями. В трубопроводной и открытой гидравлике скорости почти всегда достаточно высоки, чтобы обеспечить турбулентное течение, хотя тонкий ламинарный слой сохраняется вблизи твердой границы.Законы ламинарного потока полностью понятны, и для простых граничных условий распределение скорости можно проанализировать математически.Из-за своей нерегулярной пульсирующей природы турбулентное течение не поддается строгому математическому рассмотрению, и для решения практических задач приходится в значительной степени полагаться на эмпирические или полуэмпирические зависимости.
Вертикальный турбинный пожарный насос
Номер модели: XBC-VTP
Вертикальные пожарные насосы серии XBC-VTP с длинным валом представляют собой серию одноступенчатых многоступенчатых диффузионных насосов, изготовленных в соответствии с последним национальным стандартом GB6245-2006.Мы также улучшили конструкцию, приняв во внимание стандарт Ассоциации противопожарной защиты США.Он в основном используется для противопожарного водоснабжения в нефтехимической, газовой, электростанционной, хлопчатобумажной, причаловой, авиационной, складской, высотной строительной и других отраслях промышленности.Это также может применяться к кораблю, морскому танку, пожарному кораблю и другим случаям снабжения.
Вращательное и безвихревое течение.
Поток называется вращательным, если каждая частица жидкости имеет угловую скорость относительно своего центра масс.
На рис. 2а показано типичное распределение скорости, связанное с турбулентным обтеканием прямой границы.Из-за неравномерного распределения скорости частица, две оси которой изначально перпендикулярны, подвергается деформации с небольшой степенью вращения.
изображен путь со скоростью, прямо пропорциональной радиусу.Две оси частицы вращаются в одном направлении, так что поток снова становится вращательным.
Рис.2(а) Вращательный поток
Чтобы течение было безвихревым, распределение скорости вблизи прямой границы должно быть равномерным (рис.2б).В случае потока по круговой траектории можно показать, что безвихревой поток будет иметь место только при условии, что скорость обратно пропорциональна радиусу.На первый взгляд на рисунок 3 это кажется ошибочным, но более внимательное рассмотрение показывает, что две оси вращаются в противоположных направлениях, так что возникает компенсирующий эффект, создающий среднюю ориентацию осей, которая не меняется по сравнению с исходным состоянием.
Рис.2(б) Безвихревое течение
Поскольку все жидкости обладают вязкостью, состояние реальной жидкости никогда не является настоящим вращением, а ламинарный поток, конечно, имеет высокую степень вращения.Таким образом, безвихревой поток представляет собой гипотетическое состояние, которое представляло бы академический интерес, если бы не тот факт, что во многих случаях турбулентного потока вращательные характеристики настолько незначительны, что ими можно пренебречь.Это удобно, поскольку можно анализировать безвихревое течение с помощью упомянутых ранее математических представлений классической гидродинамики.
Центробежный насос для забора морской воды
Номер модели: ASN ASNV
Насосы моделей ASN и ASNV представляют собой одноступенчатые центробежные насосы с разделенным спиральным корпусом двойного всасывания, предназначенные для транспортировки использованных жидкостей или жидкостей для водоснабжения, циркуляции систем кондиционирования воздуха, строительства, орошения, дренажных насосных станций, электростанций, систем промышленного водоснабжения, пожаротушения. система, корабль, здание и так далее.
Устойчивый и нестационарный поток.
Течение называется устойчивым, если условия в любой точке постоянны во времени.Строгая интерпретация этого определения привела бы к выводу, что турбулентный поток никогда не был по-настоящему устойчивым.Однако для настоящей цели удобно рассматривать общее движение жидкости как критерий, а беспорядочные колебания, связанные с турбулентностью, — как лишь вторичное влияние.Очевидным примером устойчивого потока является постоянный расход в трубопроводе или открытом канале.
Как следствие, следует, что течение нестационарно, когда условия изменяются во времени.Примером нестационарного потока является переменный расход в трубопроводе или открытом канале;обычно это временное явление, которое следует за устойчивым разрядом или следует за ним.Другие знакомые
примерами более периодического характера являются волновое движение и циклическое движение крупных водоемов в приливных течениях.
Большинство практических задач гидротехники связаны с установившимся потоком.Это удачно, поскольку временная переменная в нестационарном потоке существенно усложняет анализ.Соответственно, в этой главе рассмотрение нестационарного течения будет ограничено несколькими относительно простыми случаями.Однако важно иметь в виду, что некоторые распространенные случаи нестационарного потока можно свести к установившемуся состоянию благодаря принципу относительного движения.
Таким образом, задачу, связанную с движением судна в стоячей воде, можно перефразировать так, что судно неподвижно, а вода находится в движении;единственным критерием сходства поведения жидкости является то, что относительная скорость должна быть одинаковой.Опять же, волновое движение на глубокой воде можно свести к
стационарное состояние, если предположить, что наблюдатель движется вместе с волнами с одинаковой скоростью.
Дизельный двигатель Вертикальная турбина многоступенчатый центробежный линейный водяной дренажный насос Этот тип вертикального дренажного насоса в основном используется для перекачивания без коррозии, при температуре менее 60 °C, взвешенных твердых частиц (не включая волокно, крупу) с содержанием менее 150 мг/л. сточные воды или сточные воды.Вертикальный дренажный насос типа ВТП находится в вертикальных водяных насосах типа ВТП, и на основе увеличения и воротника устанавливается масляная смазка трубки - вода.Можно курить при температуре ниже 60 °C, отправлять в содержание определенных твердых частиц (например, железного лома и мелкого песка, угля и т. д.) сточных вод или сточных вод.
Равномерный и неравномерный поток.
Поток называется однородным, если на пути потока нет изменений в величине и направлении вектора скорости от одной точки к другой.Для соответствия этому определению площадь потока и скорость должны быть одинаковыми в каждом поперечном сечении.Неоднородный поток возникает, когда вектор скорости меняется в зависимости от местоположения, типичным примером является поток между сходящимися или расходящимися границами.
Оба этих альтернативных состояния потока являются общими для гидравлики с открытым каналом, хотя, строго говоря, поскольку к равномерному потоку всегда приближаются асимптотически, это идеальное состояние, к которому можно только приблизиться, но которое фактически никогда не достигается.Следует отметить, что условия относятся к пространству, а не ко времени, и поэтому в случаях замкнутого потока (например, в трубах под давлением) они совершенно не зависят от установившегося или нестационарного характера потока.
Время публикации: 29 марта 2024 г.