Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Режимы движения вязких жидкостейСодержание книги Поиск на нашем сайте
Исследование механизма движения жидкости показало, что имеют место два резко отличающихся друг от друга режима движения. Это различие подтверждено в 1883 году опытами английского физика О. Рейнольдса (рис. 3.1). При малых скоростях струйка чернил (1) движется параллельно стенкам трубки (2). Этот режим движения называется ламинарным, или слоистым («ламина» в переводе с латинского означает слой).
При увеличении скорости движения жидкости линия тока струйки закручивается в виде вихря, а при еще большей скорости движение становится неупорядоченным, частицы движутся по хаотическим траекториям. Линии тока в трубке исчезают в беспорядке бурного турбулентного движения. Этот режим называется турбулентным (от латинского «турбулентус» – беспорядочный).
Исходя из опытных данных и некоторых теоретических соображений О. Рейнольдс установил общие условия, при которых возможно существование того или иного режима и переход из одного режима в другой, а именно, что характер движения жидкости зависит от вязкости m, скорости ее движения W, плотности жидкости r и диаметра трубки d. Для характеристики режима движения введен безразмерный комплекс, учитывающий влияние перечисленных факторов. Этот комплекс впоследствии назван критерием Рейнольдса:
Re = W ×dr /m = W ×d /ν, (3.1) где n – кинематическая вязкость жидкости. Границы существования того или иного режима определяются двумя критическими значениями критерия Рейнольдса: Re кр,н и Re кр,в. При Re £ Re кр,н всегда имеет место ламинарный режим; при В диапазоне Re кр,н £ Re £ Re кр,в режим движения жидкости чаще всего турбулентный, однако он неустойчив. Поэтому этот режим называется переходным, хотя точнее этот диапазон значений критерия Рейнольдса следовало бы называть переходной зоной. В критерий Рейнольдса входит величина d – это определяющий размер канала, по которому течёт жидкость. Если труба не круглого сечения, то вводится понятие гидравлического радиуса R г, который определяется по уравнению:
R г = , где S – площадь сечения потока; P – смоченный периметр. Смоченным периметром P называется линия контакта (соприкосновения) живого сечения потока жидкости со стенками, вдоль которых движется поток. Для открытого канала (рис. 3.2):
R г = В×h / (2 h + В).
Для круглой трубы:
R г = (p × d 2/4) / (p × d) = d /4.
В расчетах часто используют понятие эквивалентного диаметра:
d экв = 4× R г. (3.2)
Для двух сечений установившегося потока идеальной жидкости можно записать:
. (3.3) Рассмотрим геометрический смысл уравнения Бернулли
Из уравнения (3.3) видно, что каждый из его членов имеет размерность длины. Величина Z представляет собой геометрическую высоту центра тяжести сечения рассматриваемой элементарной струйки над плоскостью сравнения. Она называется геометрической высотой или геометрическим напором. Второе слагаемое представляет собой высоту, показываемую пьезометром. Эта высота соответствует гидродинамическому давлению в центре тяжести сечения и называется пьезометрической высотой или пьезометрическим напором. Из теоретической механики известно, что выражение определяет высоту, с которой должно упасть тело, чтобы в конце падения его скорость равнялась W. В гидравлике выражение называется скоростным или динамическим напором. Оно также имеет размерность длины. Согласно уравнению (3.3) сумма трех высот по всей длине элементарной струйки постоянна, поэтому вершины всех трех отрезков для любого сечения расположатся на одинаковых расстояниях от плоскости сравнения 0-0 или в одной горизонтальной плоскости ММ на высоте Н rg от плоскости сравнения. Плоскость ММ называется напорной плоскостью; линия ММ – напорной линией. Линия АВ, соединяющая уровни в пьезометрах, называется пьезометрической линией. Величина Н rg называется гидродинамическим напором. Уравнение Бернулли является частным случаем закона сохранения энергии. Геометрическая высота Z представляет собой удельную потенциальную энергию положения, высота – удельную потенциальную энергию давления, и скоростной напор равен кинетической энергии единицы веса жидкости, а представляет кинетическую энергию единицы массы жидкости. Кинетическая энергия тела массой m равна m·W 2/2, поэтому при G =1 имеем m =1/ g. Тогда Таким образом, в соответствии с уравнением Бернулли при установившемся движении идеальной жидкости сумма потенциальной и кинетической энергии для любого сечения струйки остается величиной постоянной по всей ее длине.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-10; просмотров: 162; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.108.200 (0.007 с.) |