Теоретические сведения по различным вопросам механики жидкости и газа
жүктеу/скачать 2,86 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Два режима течения жидкости
| 1.5. Поток. Элементы потока. Расход
Уравнение постоянства расхода Потоком жидкости называют совокупность элементарных струек. Чаще всего струйки движутся с разными скоростями и, следовательно, скользят одна по другой. Поперечное сечение потока, проведенное перпендикулярно к векторам скоростей элементарных струек, называют живым сечением потока, а площадь этого сечения – площадью живого сечения и обозначают через ω. Э лементарные струйки имеют незначительную кривизну, а угол расхождения этих струек настолько мал, что поток можно принять за параллельно - струйчатый. Движение таких потоков называют плавно изменяющимся (рис. 10).
Рис. 11 При плавно изменяющемся движении живое сечение потока можно рассматривать как плоское, а давление – распределяющимся в пределах живого сечения по законам гидростатики. Если струйки имеют значительную кривизну, как правило, необходимо учитывать криволинейность формы живого сечения потока. Наличие центробежных сил в плоскости искривления струи приводит также к тому, что распределение давления в живых сечениях таких потоков не подчиняется законам гидростатики. Движение таких потоков называют резко изменяющимся (рис. 11). Периметр части живого сечения потока, касающейся твердых стенок, ограничивающих поток, называют смоченным периметром и обозначают через χ. Отношение площади живого сечения ω к смоченному периметру χ называют гидравлическим радиусом и обозначают через R, а именно: Скорость в данной точке живого сечения потока называют местной скоростью, которую обозначают через u. Объемным расходом потока Q (или просто расходом) называют объем жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени, т.е. Q = υω произведению площади живого сечения на среднюю скорость в данном живом сечении. Измеряют расход в м3/с, см3/с, л/с. Расход может быть выражен в весовых единицах (кгс/с). G = γ Q = γ ω υ. Расходы жидкости выделенных сечениях можно определить, а именно: Q1 = υ1ω1; Q2 = υ2 ω2 . При установившемся движении эти расходы должны быть равны, ибо в противном случае перед сечением 2 – 2 происходит накопление жидкости (при Q1 > Q2), либо уменьшение (при Q1 < Q2), что противоречит условиям этого вида движения. Следовательно, при установившемся движении Q = υ1 ω1= υ2 ω2= cons t. Это уравнение называют уравнением неразрывности или постоянства расхода. Потоки делятся на два вида: напорное, безнапорное. Напорными потоками называют такие, у которых все поверхности вдоль потока соприкасаются с твердыми стенками, ограничивающими поперечные размеры этого потока, и эти стенки подвергаются давлению потока, отличному от давления окружающей среды. Безнапорными потоками называют такие, у которых одна из поверхностей (верхняя), простирающаяся вдоль течения, соприкасается с газообразной средой и подвергается давлению этой среды. Два режима течения жидкости В конце XIX века английский физик Осборн Рейнольдс установил о существовании двух режимов течения жидкости: ламинарный и турбулентный. На рис. 12,а схема опыта Рейнольдса, на рис. 12,б ламинарное движение, на рис. 12,в турбулентное движение. Ламинарный режим тем легче осуществить, чем: меньше скорость движения жидкости u; меньше диаметр трубы d, по которой течет жидкость; больше динамическая вязкость жидкости ; меньше ее плотность p. Турбулентный режим соответствует: большие скорости движения жидкости; большие диаметры труб; большая её плотность; м Рис. 12. Опыт Рейнольдса алая вязкость. Из перечисленных изменяемых величин (υ , d, µ и р) Рейнольдс вывел безразмерный комплекс. Если ввести кинематическую вязкость , то формула примет вид Опытами установлено, что для напорного движения жидкости в цилиндрических трубах круглого сечения Rекр = 2300. жүктеу/скачать 2,86 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|