sales@tkflow.com 
Johdanto
Edellisessä luvussa osoitettiin, että tarkat matemaattiset tilanteet lepotilassa olevien nesteiden aiheuttamille voimille voitiin helposti saada. Tämä johtuu siitä, että hydrostaattisessa järjestelmässä mukana ovat vain yksinkertaiset painevoimat. Kun tarkastellaan liikkuvaa nestettä, analyysin ongelmasta tulee heti paljon vaikeampi. Huomioon on otettava paitsi hiukkasten nopeuden suuruus ja suunta, myös viskositeetin monimutkainen vaikutus, joka aiheuttaa leikkaus- tai kitkajännityksen liikkuvien nestehiukkasten välille ja niiden rajapinnoille. Nesteen eri elementtien välinen suhteellinen liike aiheuttaa paineen ja leikkausjännityksen huomattavan vaihtelun pisteestä toiseen virtausolosuhteiden mukaan. Virtausilmiöön liittyvien monimutkaisuuksien vuoksi tarkka matemaattinen analyysi on mahdollista vain muutamissa ja tekniikan näkökulmasta joissakin jopa epäkäytännöllisissä tapauksissa. Siksi virtausongelmat on ratkaistava joko kokeilemalla tai tekemällä tiettyjä yksinkertaistavia oletuksia, jotka riittävät teoreettisen ratkaisun saamiseksi. Nämä kaksi lähestymistapaa eivät ole toisensa poissulkevia, koska mekaniikan peruslait ovat aina päteviä ja mahdollistavat osittain teoreettisten menetelmien soveltamisen useissa tärkeissä tapauksissa. On myös tärkeää kokeellisesti varmistaa, kuinka paljon yksinkertaistettu analyysi poikkeaa todellisista olosuhteista.
Yleisin yksinkertaistava oletus on, että neste on ideaalinen tai täydellinen, mikä eliminoi monimutkaisemmat viskoosiefektit. Tämä on klassisen hydrodynamiikan perusta, sovelletun matematiikan haara, joka on saanut huomiota sellaisilta merkittäviltä tutkijoilta kuin Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin ja Lamb. Klassisessa teoriassa on vakavia luontaisia rajoituksia, mutta koska vedellä on suhteellisen alhainen viskositeetti, se käyttäytyy monissa tilanteissa todellisen nesteen tavoin. Tästä syystä klassista hydrodynamiikkaa voidaan pitää erittäin arvokkaana taustana nesteen liikkeen ominaisuuksien tutkimiselle. Tämä luku käsittelee nesteen liikkeen perusdynamiikkaa ja toimii perusjohdantona seuraaville luvuille, jotka käsittelevät rakennushydrauliikassa esiintyviä tarkempia ongelmia. Kolme tärkeää nesteen liikkeen perusyhtälöä, nimittäin jatkuvuus-, Bernoullin ja liikemääräyhtälöt, johdetaan ja niiden merkitys selitetään. Myöhemmin tarkastellaan klassisen teorian rajoituksia ja kuvataan todellisen nesteen käyttäytymistä. Koko ajan oletetaan kokoonpuristumaton neste.
Virtaustyypit
Erilaiset nesteen liikkeet voidaan luokitella seuraavasti:
1. Turbulentti ja laminaarinen
2. Rotaatio ja irrotaatio
3. Vakaa ja epävakaa
4. Yhtenäinen ja epäyhtenäinen.
MVS-sarjan aksiaalipumput AVS-sarjan sekavirtauspumput (pystysuora aksiaali- ja sekavirtausuppopumput) ovat nykyaikaisia tuotteita, jotka on suunniteltu onnistuneesti omaksumalla ulkomaista modernia teknologiaa. Uusien pumppujen kapasiteetti on 20 % suurempi kuin vanhojen. Hyötysuhde on 3–5 % korkeampi kuin vanhojen.
Turbulentti ja laminaarinen virtaus.
Nämä termit kuvaavat virtauksen fyysistä luonnetta.
Turbulenttisessa virtauksessa nestehiukkasten eteneminen on epäsäännöllistä ja niiden sijainnin vaihtuminen näyttää sattumanvaraiselta. Yksittäiset hiukkaset ovat alttiita vaihteleville poikittaisnopeuksille, joten liike on pyörteilevää ja mutkittelevaa eikä suoraviivaista. Jos väriainetta ruiskutetaan tiettyyn kohtaan, se leviää nopeasti koko virtaukseen. Esimerkiksi putken turbulenttisen virtauksen tapauksessa nopeuden hetkellinen tallennus tietyssä kohdassa paljastaisi likimääräisen jakauman, kuten kuvassa 1(a) on esitetty. Vakaa nopeus, jollainen normaaleilla mittauslaitteilla mitataan, on merkitty katkoviivalla, ja on selvää, että turbulenssille virtaukselle on ominaista epävakaa vaihteleva nopeus, joka on päällekkäin ajallisen vakaan keskiarvon kanssa.
Kuva 1(a) Turbulentti virtaus
Kuva 1(b) Laminaarivirtaus
Laminaarisessa virtauksessa kaikki nestehiukkaset etenevät yhdensuuntaisia reittejä pitkin, eikä nopeudella ole poikittaiskomponenttia. Järjestelmällinen eteneminen on sellaista, että jokainen hiukkanen seuraa täsmälleen sitä edeltävän hiukkasen rataa ilman poikkeamia. Näin ollen ohut väriainelanka pysyy sellaisenaan ilman diffuusiota. Laminaarisessa virtauksessa on paljon suurempi poikittaisnopeusgradientti (kuva 1b) kuin turbulenttisessa virtauksessa. Esimerkiksi putkessa keskinopeuden V ja maksiminopeuden V max suhde on 0,5 turbulenttisessa virtauksessa ja 0,05 laminaarivirtauksessa.
Laminaarinen virtaus liittyy pieniin nopeuksiin ja viskoosiin, hitaisiin nesteisiin. Putki- ja avokanavahydrauliikassa nopeudet ovat lähes aina riittävän suuria turbulenttisen virtauksen varmistamiseksi, vaikka ohut laminaarikerros säilyykin kiinteän rajan läheisyydessä. Laminaarisen virtauksen lait ymmärretään täysin, ja yksinkertaisilla reunaehdoilla nopeusjakaumaa voidaan analysoida matemaattisesti. Epäsäännöllisen pulsoivan luonteensa vuoksi turbulentti virtaus on uhmannut tiukkaa matemaattista käsittelyä, ja käytännön ongelmien ratkaisemiseksi on välttämätöntä luottaa suurelta osin empiirisiin tai puoliempiirisiin suhteisiin.
Mallinumero：XBC-VTP
XBC-VTP-sarjan pystysuorat pitkäakseliset palonsammutuspumput ovat yksivaiheisia, monivaiheisia diffuusoripumppuja, jotka on valmistettu uusimman kansallisen standardin GB6245-2006 mukaisesti. Olemme myös parannuksia suunnittelussa Yhdysvaltain palontorjuntayhdistyksen standardin mukaisesti. Niitä käytetään pääasiassa paloveden toimitukseen petrokemian, maakaasun, voimalaitosten, puuvillatekstiilien, laiturien, ilmailun, varastoinnin, korkeiden rakennusten ja muiden teollisuudenalojen aloilla. Niitä voidaan käyttää myös laivoissa, merisäiliöissä, palolaivoissa ja muissa toimitustilanteissa.
Pyörivä ja irrotatiivinen virtaus.
Virtauksen sanotaan pyörivän, jos jokaisella nestehiukkasella on tietty kulmanopeus oman massakeskipisteensä ympäri.
Kuvassa 2a on tyypillinen nopeusjakauma, joka liittyy turbulenttiseen virtaukseen suoran rajan ohi. Epätasaisen nopeusjakauman vuoksi hiukkanen, jonka kaksi akselia ovat alun perin kohtisuorassa toisiinsa nähden, deformoituu pienellä pyörimisasteella. Kuvassa 2a virtaus ympyränmuotoisessa
Rata on kuvattu, ja nopeus on suoraan verrannollinen säteeseen. Hiukkasen kaksi akselia pyörivät samaan suuntaan, joten virtaus on jälleen pyörivä.
Kuva 2(a) Pyörivä virtaus
Jotta virtaus olisi irrotationaalinen, suoran rajan vieressä olevan nopeusjakauman on oltava tasainen (kuva 2b). Ympyräreitillä virtaavan virtauksen tapauksessa voidaan osoittaa, että irrotationaalinen virtaus on olemassa vain, jos nopeus on kääntäen verrannollinen säteeseen. Ensi silmäyksellä kuvassa 3 tämä vaikuttaa virheelliseltä, mutta tarkempi tarkastelu paljastaa, että kaksi akselia pyörivät vastakkaisiin suuntiin, jolloin kompensoiva vaikutus tuottaa akselien keskimääräisen suunnan, joka ei muutu alkuperäisestä tilasta.
Kuva 2(b) Irrotaatiovirtaus
Koska kaikilla nesteillä on viskositeetti, todellisen nesteen alin lämpötila ei ole koskaan todellista irrotaatiota, ja laminaarivirtaus on tietenkin voimakkaasti pyörivää. Täten irrotaatiovirtaus on hypoteettinen olosuhde, joka olisi vain akateemisen mielenkiinnon kohteena, ellei olisi sitä tosiasiaa, että monissa turbulenttisen virtauksen tapauksissa pyörimisominaisuudet ovat niin merkityksettömiä, että ne voidaan jättää huomiotta. Tämä on kätevää, koska irrotaatiovirtausta on mahdollista analysoida aiemmin mainittujen klassisen hydrodynamiikan matemaattisten käsitteiden avulla.
Mallinumero：ASN ASNV
ASN- ja ASNV-mallin pumput ovat yksivaiheisia, kaksoisimulla varustettuja, jaetun kotelon keskipakopumppuja, joita käytetään nesteiden kuljetukseen vesilaitoksissa, ilmastointilaitteiden kiertoon, rakennuksissa, kasteluun, salaojituspumppuasemilla, sähkövoimalaitoksissa, teollisuuden vesihuoltojärjestelmissä, palontorjuntajärjestelmissä, laivoissa, rakennuksissa ja niin edelleen.
Tasainen ja epävakaa virtaus.
Virtauksen sanotaan olevan vakaa, kun olosuhteet missä tahansa pisteessä ovat vakiot ajan suhteen. Tämän määritelmän tiukka tulkinta johtaisi siihen johtopäätökseen, että turbulentti virtaus ei ole koskaan ollut todella vakaa. Tässä tarkoituksessa on kuitenkin kätevää pitää kriteerinä yleistä nesteen liikettä ja turbulenssiin liittyviä epäsäännöllisiä vaihteluita vain toissijaisena vaikutuksena. Ilmeinen esimerkki vakaasta virtauksesta on vakio purkaus putkessa tai avoimessa kanavassa.
Tästä seuraa, että virtaus on epävakaa, kun olosuhteet vaihtelevat ajan suhteen. Esimerkki epävakaasta virtauksesta on vaihteleva virtaus putkessa tai avoimessa kanavassa; tämä on yleensä ohimenevä ilmiö, joka seuraa tasaista virtausta tai on sen jälkeinen. Muita tuttuja
Esimerkkejä jaksollisemmasta luonteesta ovat aaltoliike ja suurten vesistöjen syklinen liike vuorovesivirrassa.
Suurin osa vesirakentamisen käytännön ongelmista liittyy tasaiseen virtaukseen. Tämä on onnekasta, koska epävakaan virtauksen aikamuuttuja monimutkaistaa analyysia huomattavasti. Näin ollen tässä luvussa epävakaan virtauksen tarkastelu rajoittuu muutamaan suhteellisen yksinkertaiseen tapaukseen. On kuitenkin tärkeää pitää mielessä, että useat yleiset epävakaan virtauksen esimerkit voidaan pelkistää tasaiseen tilaan suhteellisen liikkeen periaatteen avulla.
Siten tyynessä vedessä liikkuvaan alukseen liittyvä ongelma voidaan muotoilla uudelleen siten, että alus on paikallaan ja vesi on liikkeessä; ainoa kriteeri nesteen käyttäytymisen samankaltaisuudelle on, että suhteellisen nopeuden on oltava sama. Jälleen kerran aaltoliike syvässä vedessä voidaan pelkistää muotoon
tasapainotila olettaen, että havaitsija kulkee aaltojen mukana samalla nopeudella.
Dieselmoottorilla varustettu pystysuora turbiinipumppu, monivaiheinen keskipakoisakselinen vedenpoistopumppu. Tämän tyyppistä pystysuoraa viemäripumppua käytetään pääasiassa alle 60 °C:n lämpötilan omaavien, alle 150 mg/l:n kiintoainepitoisten jätevesien pumppaamiseen. VTP-tyyppinen pystysuora viemäripumppu kuuluu VTP-tyyppisiin pystyvesipumppuihin, ja putken voiteluöljy on vettä korkeuden ja kauluksen perusteella. Se voi pumpata alle 60 °C:n lämpötilassa tiettyjä kiinteitä aineita (kuten romurautaa, hienoa hiekkaa, hiiltä jne.).
Tasainen ja epätasainen virtaus.
Virtauksen sanotaan olevan tasainen, kun nopeusvektorin suuruus ja suunta eivät muutu pisteestä toiseen virtausreitillä. Jotta tätä määritelmää noudatettaisiin, sekä virtausalueen että nopeuden on oltava samat jokaisessa poikkileikkauksessa. Epätasainen virtaus tapahtuu, kun nopeusvektori vaihtelee sijainnin mukaan, tyypillinen esimerkki tästä on virtaus konvergoituvien tai hajaantuvien rajojen välillä.
Molemmat näistä vaihtoehtoisista virtausolosuhteista ovat yleisiä avokanavahydrauliikassa, vaikka tarkkaan ottaen, koska tasaista virtausta lähestytään aina asymptoottisesti, se on ihanteellinen tila, jota vain lähestytään eikä koskaan saavuteta. On huomattava, että olosuhteet liittyvät pikemminkin avaruuteen kuin aikaan, ja siksi suljetun virtauksen tapauksissa (esim. paineen alaiset putket) ne ovat melko riippumattomia virtauksen tasaisesta tai epävakaasta luonteesta.
Julkaisun aika: 29.3.2024