Параметры потока. Уравнение неразрывности струи. Режимы движения жидкости


Дата добавления: 2014-07-19 | Просмотров: 1266


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

 

Рассмотрим течение жидкости по трубопроводу переменного сечения (рис. 4.1).

 

 

Рис. 4.1. К уравнению неразрывности потока

 

При рассмотрении течения жидкости по заполненному трубопроводу различают следующие параметры потока:

1. Поперечное сечение потока Ѕ, м2; для трубы круглого сечения – площадь круга

Ѕ = πd2 /4.

 

2. Скорость частиц (слоев) жидкости w, м/с; скорость – длина пути, пройденная частицей (слоем) в единицу времени. Как показывает опыт, скорость движения частиц в поперечном сечении потока изменяется в широких пределах: от минимальной (около нуля у стенок трубопровода) до максимальной (около оси трубы).

3. Средняя скорость потока. В связи с тем, что за счет трения жидкости о стенки трубопровода не все частицы в потоке двигаются с одинаковыми скоростями, то ее определяют как отношение объемного расхода потока Gv, прошедшего через поперечное сечения потока (живое сечение), к площади поперечного сечения потока S:

 

w = Gv / S. (4.1а)

 

При этом условно полагают, что жидкость движется как поршень и все частицы двигаются с одинаковыми скоростями по всему поперечному сечению потока, поэтому

 

Gv = w S . (4.1б)

 

4. Объемный расход. Он показывает количество жидкости в м3, протекшей через поперечное сечение потока (поступившей в емкость) в единицу времени.

Объемный расход потока определяют с помощью расходомеров. Для установившегося режима объемный расход можно определить с помощью мерных баков, счетчиков количества как отношение объема жидкости ∆ V к промежутку времени ∆ τ, за которое данный объем поступил в мерный бак или зафиксирован счетчиком количества:

 

Gv = ∆V / ∆τ.

 

5. Массовый расход G показывает количество вещества в кг, прошедшее через поперечное сечение потока в единицу времени. Если плотность жидкости постоянна, то объемный и массовый расходы связаны через плотность жидкости ρ:

 

G = Gv ρ. (4.2)

 

Например: объемный расход жидкости Gv=0,5 м3/с, плотность воды

ρ= 1000 кг/м3. Массовый расход, вычисленный по формуле (4.2),

 

G = Gv ρ = 0,5 . 1000 = 500 кг/с.

 

Уравнение неразрывности потока. При установившемся течении жидкости по трубопроводу переменного сечения опыт показывает (рис. 4.1), что во всех сечениях соблюдается материальный баланс потока жидкости (G = Gv ρ= S w ρ = const ):

 

G = S1w1 ρ1= S2w2 ρ2. (4.3а)

 

Если плотность жидкости не меняется (ρ1= ρ2), то

 

Gv = S1w1 = S2w2. (4.3б)

 

Уравнение (4.3б) носит название уравнения неразрывности (сплошности) потока: при уменьшении сечения трубопровода увеличивается средняя скорость движения жидкости таким образом, что объемный расход жидкости остается постоянным по всей длине трубопровода.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.116 сек.)