Fluid-liikkeen peruskäsite – mitkä ovat nestedynamiikan periaatteet

Johdanto

Edellisessä luvussa osoitettiin, että tarkat matemaattiset tilanteet levossa olevien nesteiden kohdistamille voimille voitiin helposti saada.Tämä johtuu siitä, että hydrostaattisessa käytössä on vain yksinkertaisia ​​painevoimia.Kun tarkastellaan liikkuvaa nestettä, analyysiongelma tulee heti paljon vaikeammaksi.Ei ole otettava huomioon vain hiukkasten nopeuden suuruus ja suunta, vaan myös viskositeetin monimutkainen vaikutus, joka aiheuttaa leikkaus- tai kitkajännityksen liikkuvien nestehiukkasten välillä ja sisärajoilla.Suhteellinen liike, joka on mahdollista nestekappaleen eri elementtien välillä, aiheuttaa paineen ja leikkausjännityksen vaihtelevan huomattavasti pisteestä toiseen virtausolosuhteiden mukaan.Virtausilmiöön liittyvien monimutkaisuuden vuoksi tarkka matemaattinen analyysi on mahdollista vain harvoissa ja insinöörin kannalta epäkäytännöllisissä tapauksissa. Siksi virtausongelmat on ratkaistava joko kokeilemalla tai tekemällä tietyt yksinkertaistavat oletukset riittävät teoreettisen ratkaisun saamiseksi.Nämä kaksi lähestymistapaa eivät sulje toisiaan pois, koska mekaniikan peruslait ovat aina voimassa ja mahdollistavat osittain teoreettisten menetelmien omaksumisen useissa tärkeissä tapauksissa.On myös tärkeää varmistaa kokeellisesti, kuinka suuri poikkeama todellisista ehdoista johtuu yksinkertaistetusta analyysistä.

Yleisin yksinkertaistava oletus on, että neste on ihanteellinen tai täydellinen, mikä eliminoi monimutkaiset viskoosivaikutukset.Tämä on klassisen hydrodynamiikan perusta, soveltavan matematiikan haara, joka on saanut huomiota sellaisilta merkittäviltä tutkijoilta kuin Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin ja Lamb.Klassisessa teoriassa on vakavia luontaisia ​​rajoituksia, mutta koska veden viskositeetti on suhteellisen alhainen, se käyttäytyy todellisena nesteenä monissa tilanteissa.Tästä syystä klassista hydrodynamiikkaa voidaan pitää arvokkaimpana taustana nesteen liikkeen ominaisuuksien tutkimuksessa.Tämä luku käsittelee nesteen liikkeen perusdynamiikkaa ja toimii perusjohdantona seuraaviin lukuihin, jotka käsittelevät maa- ja vesirakentamisen hydrauliikan erityisiä ongelmia.Nesteen liikkeen kolme tärkeää perusyhtälöä eli jatkuvuus-, Bernoulli- ja liikemääräyhtälöt johdetaan ja niiden merkitys selitetään.Myöhemmin tarkastellaan klassisen teorian rajoituksia ja kuvataan todellisen nesteen käyttäytymistä. Kokoonpuristumaton neste oletetaan kauttaaltaan.

Virtauksen tyypit

Erilaiset nesteen liikkeet voidaan luokitella seuraavasti:

1. Turbulentti ja laminaarinen

2.Pyöritys ja irrotaatio

3. Vakaa ja epävakaa

4. Uniform ja epäyhtenäinen.

Upotettava jätevesipumppu

MVS-sarjan aksiaalivirtauspumput AVS-sarjan sekavirtauspumput (Vertical Axial flow ja Mixed flow upotettava jätevesipumppu) ovat modernia tuotantoa, joka on suunniteltu menestyksekkäästi ulkomaisen modernin teknologian avulla.Uusien pumppujen kapasiteetti on 20 % suurempi kuin vanhojen.Tehokkuus on 3-5 % korkeampi kuin vanhoilla.

asd (1)

Turbulentti ja laminaarinen virtaus.

Nämä termit kuvaavat virtauksen fyysistä luonnetta.

Pyörteisessä virtauksessa nestehiukkasten eteneminen on epäsäännöllistä ja tapahtuu näennäisesti sattumanvaraista paikkojen vaihtoa. Yksittäiset hiukkaset ovat alttiina vaihteleville trans.säkeen nopeuksilla niin, että liike on pyörteistä ja kiertelevää eikä suoraviivaista.Jos väriainetta ruiskutetaan tietyssä kohdassa, se leviää nopeasti läpi virtausvirran.Esimerkiksi putkessa olevan pyörteisen virtauksen tapauksessa nopeuden hetkellinen tallentaminen osuudella paljastaisi likimääräisen jakauman, kuten kuvassa 1(a) esitetään.Tasainen nopeus, kuten normaaleilla mittauslaitteilla tallennettaisiin, on merkitty katkoviivalla, ja on ilmeistä, että turbulenttiselle virtaukselle on ominaista epävakaa vaihteleva nopeus, joka on päällekkäin ajallisen tasaisen keskiarvon kanssa.

asd (2)

Kuva 1(a) Pyörteinen virtaus

asd (3)

Kuva 1(b) Laminaarivirtaus

Laminaarivirrassa kaikki nestehiukkaset kulkevat samansuuntaisia ​​reittejä pitkin, eikä nopeudella ole poikittaiskomponenttia.Järjestys eteneminen on sellainen, että jokainen hiukkanen seuraa tarkasti sitä edeltävän hiukkasen polkua ilman poikkeamia.Siten ohut väriainefilamentti pysyy sellaisenaan ilman diffuusiota.Laminaarivirtauksessa (kuva 1b) on paljon suurempi poikittaisnopeusgradientti kuin pyörteisessä virtauksessa. Esimerkiksi putken keskinopeuden V ja maksiminopeuden V max suhde on 0,5 turbulenttisella virtauksella ja 0 ,05 laminaarivirtauksella.

Laminaarivirtaus liittyy alhaisiin nopeuksiin ja viskoottisiin hitaisiin nesteisiin. Putkijohto- ja avoimen kanavan hydrauliikassa nopeudet ovat lähes aina riittävän suuria turbudentti virtauksen varmistamiseksi, vaikkakin ohut laminaarinen kerros säilyy kiinteän rajan lähellä.Laminaarivirtauksen lait ovat täysin ymmärrettyjä, ja yksinkertaisissa reunaehdoissa nopeusjakauma voidaan analysoida matemaattisesti.Epäsäännöllisen sykkivän luonteensa vuoksi turbulenttinen virtaus on uhmannut tiukkaa matemaattista käsittelyä, ja käytännön ongelmien ratkaisemiseksi on välttämätöntä luottaa suurelta osin empiirisiin tai semiempiirisiin suhteisiin.

asd (4)

Pystysuora turbiinipalopumppu

Mallinumero: XBC-VTP

XBC-VTP-sarjan pystysuorat pitkäakseliset sammutuspumput ovat sarja yksivaiheisia, monivaiheisia diffuusoripumppuja, jotka on valmistettu uusimman kansallisen standardin GB6245-2006 mukaisesti.Paransimme myös suunnittelua viitaten Yhdysvaltain paloturvallisuusyhdistyksen standardiin.Sitä käytetään pääasiassa palovesihuoltoon petrokemian, maakaasun, voimalaitosten, puuvillatekstiilien, laiturin, ilmailun, varastoinnin, korkean rakennuksen ja muilla aloilla.Sitä voidaan soveltaa myös laivaan, merisäiliöön, palolaivaan ja muihin toimitustapahtumiin.

Pyörivä ja irrotaatiovirtaus.

Virtauksen sanotaan olevan pyörivä, jos jokaisella nestehiukkasella on kulmanopeus oman massakeskuksensa ympäri.

Kuva 2a esittää tyypillistä nopeusjakaumaa, joka liittyy turbulenttiseen virtaukseen suoran rajan ohi.Epätasaisesta nopeusjakaumasta johtuen hiukkanen, jonka kaksi akselia ovat alun perin kohtisuorassa, kärsii muodonmuutoksesta pienellä pyörimisasteella. Kuvassa 2a virtaa ympyrämäisesti

polku on kuvattu nopeuden ollessa suoraan verrannollinen säteeseen.Hiukkasen kaksi akselia pyörivät samaan suuntaan, jolloin virtaus pyörii jälleen.

asd (5)

Kuva 2(a) Pyörivä virtaus

Jotta virtaus olisi irrotaatiota, nopeusjakauman on oltava tasainen suoran rajan vieressä (kuva 2b).Kun kyseessä on virtaus ympyrämäisellä reitillä, voidaan osoittaa, että irrotaatiovirtaus koskee vain, jos nopeus on kääntäen verrannollinen säteeseen.Ensisilmäyksellä kuvasta 3 tämä näyttää virheelliseltä, mutta lähempi tarkastelu paljastaa, että kaksi akselia pyörivät vastakkaisiin suuntiin niin, että syntyy kompensoiva vaikutus, joka tuottaa akselien keskimääräisen orientaation, joka ei muutu alkuperäisestä tilasta.

asd (6)

Kuva 2(b) Kiertovirtaus

Koska kaikilla nesteillä on viskositeetti, todellisen nesteen alhainen arvo ei ole koskaan todella ärsytystä, ja laminaarivirtaus on tietysti erittäin pyörivää.Näin ollen irrotaatiovirtaus on hypoteettinen ehto, joka olisi akateemista mielenkiintoa, ellei 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.

Keskipakoinen meriveden kohdepumppu

Mallinumero: ASN ASNV

Mallin ASN ja ASNV pumput ovat yksivaiheisia kaksiimuisia jaetulla kierukkakotelolla varustettuja keskipakopumppuja ja käytettyjä tai nesteiden kuljetukseen tarkoitettuja vesilaitoksia, ilmastoinnin kiertoa, rakentamista, kastelua, viemäripumppuasemaa, sähkövoimalaa, teollisuuden vesihuoltojärjestelmää, palontorjuntaa järjestelmä, laiva, rakennus ja niin edelleen.

asd (7)

Tasainen ja epätasainen virtaus.

Virtauksen sanotaan olevan tasaista, kun olosuhteet missä tahansa pisteessä ovat ajan suhteen vakiot.Tämän määritelmän tiukka tulkinta johtaisi siihen johtopäätökseen, että turbulentti virtaus ei koskaan ollut todella tasaista.Tässä tarkoituksessa on kuitenkin tarkoituksenmukaista pitää yleistä nesteen liikettä kriteerinä ja turbulenssiin liittyviä epäsäännöllisiä vaihteluja vain toissijaisena vaikutuksena.Ilmeinen esimerkki tasaisesta virtauksesta on jatkuva purkaus putkessa tai avoimessa kanavassa.

Tästä seuraa, että virtaus on epätasaista, kun olosuhteet vaihtelevat ajan suhteen.Esimerkki epätasaisesta virtauksesta on vaihteleva purkaus putkessa tai avoimessa kanavassa;tämä on yleensä ohimenevä ilmiö, joka seuraa tasaista purkausta tai sitä seuraa.Muut tutut

Esimerkkejä jaksollisemmista ovat aaltoliike ja suurten vesistöjen syklinen liike vuorovesivirrassa.

Suurin osa vesitekniikan käytännön ongelmista liittyy tasaiseen virtaukseen.Tämä on onnekas, koska epätasaisen virtauksen aikamuuttuja vaikeuttaa huomattavasti analyysiä.Näin ollen tässä luvussa epätasaisen virtauksen tarkastelu rajoittuu muutamaan suhteellisen yksinkertaiseen tapaukseen.On kuitenkin tärkeää pitää mielessä, että useat yleiset epätasaisen virtauksen tapaukset voidaan pelkistää tasaiseen tilaan suhteellisen liikkeen periaatteen nojalla.

Siten ongelma, jossa alus liikkuu tyynessä vedessä, voidaan muotoilla uudelleen siten, että alus on paikallaan ja vesi on liikkeessä;Ainoa nesteen käyttäytymisen samankaltaisuuden kriteeri, että suhteellisen nopeuden on oltava sama.Jälleen aaltoliike syvässä vedessä voidaan vähentää

vakaa tila olettaen, että tarkkailija kulkee aaltojen kanssa samalla nopeudella.

asd (8)

Pystysuora turbiinipumppu

Dieselmoottori Pystyturbiini-monivaiheinen keskipakoakselin vedenpoistopumppu Tämän tyyppistä pystysuoraa tyhjennyspumppua käytetään pääasiassa pumppaamaan ei korroosiota, lämpötila alle 60 °C, suspendoituneen kiintoaineen (ei sisällä kuituja, jyväsiä) alle 150 mg/l jätevettä tai jätevettä.VTP-tyyppinen pystytyhjennyspumppu on VTP-tyyppisissä pystysuorassa vesipumpussa, ja korotuksen ja kauluksen perusteella putken öljyvoitelu on vesi.Voi savun lämpötila alle 60 °C, lähettää sisältämään tietyn kiinteän jyvän (kuten rautaromu ja hieno hiekka, kivihiili jne.) jäte- tai jätevettä.

Tasainen ja epätasainen virtaus.

Virtauksen sanotaan olevan tasainen, kun nopeusvektorin suuruus ja suunta ei muutu pisteestä toiseen virtausreitillä.Tämän määritelmän noudattamiseksi sekä virtausalueen että nopeuden on oltava samat jokaisessa poikkileikkauksessa.Epätasainen virtaus tapahtuu, kun nopeusvektori vaihtelee sijainnin mukaan, tyypillinen esimerkki on virtaus lähentyvien tai hajaantuvien rajojen välillä.

Nämä molemmat vaihtoehtoiset virtausolosuhteet ovat yleisiä avoimessa kanavahydrauliikassa, vaikkakin tiukasti ottaen, koska tasaista virtausta lähestytään aina asymptoottisesti, se on ihanteellinen tila, joka on vain likimääräinen eikä koskaan saavuteta.On huomattava, että olosuhteet liittyvät pikemminkin tilaan kuin aikaan, ja siksi suljetun virtauksen (esim. paineen alaisen putken) tapauksessa ne ovat täysin riippumattomia virtauksen tasaisesta tai epävakaasta luonteesta.


Postitusaika: 29.3.2024