Det grunnleggende konseptet for væskebevegelse – hva er prinsippene for væskedynamikk

Introduksjon

I forrige kapittel ble det vist at eksakte matematiske situasjoner for kreftene som utøves av væsker i hvile lett kunne oppnås.Dette er fordi i hydrostatiske bare enkle trykkkrefter er involvert.Når en væske i bevegelse vurderes, blir analyseproblemet med en gang mye vanskeligere.Ikke bare må partikkelhastighetens størrelse og retning tas i betraktning, men det er også den komplekse påvirkningen av viskositet som forårsaker en skjær- eller friksjonsspenning mellom de bevegelige fluidpartiklene og ved de inneholdende grensene.Den relative bevegelsen som er mulig mellom forskjellige elementer i fluidlegemet gjør at trykket og skjærspenningen varierer betydelig fra ett punkt til et annet i henhold til strømningsforholdene.På grunn av kompleksiteten knyttet til strømningsfenomenet, er en presis matematisk analyse bare mulig i noen få, og fra ingeniørmessig synspunkt, noen upraktiske tilfeller. Det er derfor nødvendig å løse strømningsproblemer enten ved å eksperimentere eller ved å lage visse forenklede forutsetninger tilstrekkelig til å få en teoretisk løsning.De to tilnærmingene utelukker ikke hverandre, siden mekanikkens grunnleggende lover alltid er gyldige og gjør at delvis teoretiske metoder kan tas i bruk i flere viktige tilfeller.Det er også viktig å fastslå eksperimentelt omfanget av avviket fra de sanne forholdene som følge av en forenklet analyse.

Den vanligste forenklingsantakelsen er at væsken er ideell eller perfekt, og dermed eliminerer de kompliserende viskøse effektene.Dette er grunnlaget for klassisk hydrodynamikk, en gren av anvendt matematikk som har fått oppmerksomhet fra så eminente forskere som Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin og Lamb.Det er alvorlige iboende begrensninger i den klassiske teorien, men siden vann har en relativt lav viskositet, oppfører det seg som en reell væske i mange situasjoner.Av denne grunn kan klassisk hydrodynamikk betraktes som en svært verdifull bakgrunn for studiet av egenskapene til væskebevegelse.Dette kapittelet er opptatt av den grunnleggende dynamikken til væskebevegelse og fungerer som en grunnleggende introduksjon til påfølgende kapitler som omhandler de mer spesifikke problemene som oppstår i sivilingeniørhydraulikk.De tre viktige grunnleggende ligningene for flytende bevegelse, nemlig kontinuitets-, Bernoulli- og momentumligningene er utledet og deres betydning forklart.Senere vurderes begrensningene til den klassiske teorien og oppførselen til en reell væske beskrives. En inkompressibel væske antas gjennomgående.

Typer flyt

De ulike typene væskebevegelser kan klassifiseres som følger:

1.Turbulent og laminær

2.Roterende og irroterende

3.Stadig og ustødig

4.Uniform og ikke-uniform.

Nedsenkbar avløpspumpe

Aksialstrømspumper i MVS-serien AVS-serien med blandet strømningspumper (vertikal aksialstrømningspumpe og nedsenkbar kloakkpumpe med blandet strømning) er moderne produksjoner som er vellykket designet ved hjelp av utenlandsk moderne teknologi.De nye pumpenes kapasitet er 20 % større enn de gamle.Effektiviteten er 3~5% høyere enn de gamle.

asd (1)

Turbulent og laminær strømning.

Disse begrepene beskriver flytens fysiske natur.

I turbulent strømning er progresjonen av væskepartiklene uregelmessig og det er en tilsynelatende tilfeldig utveksling av posisjon. Individuelle partikler er utsatt for fluktuerende trans.vershastigheter slik at bevegelsen er virvlende og svingete i stedet for rettlinjet.Hvis fargestoffet injiseres på et bestemt tidspunkt, vil det raskt diffundere gjennom strømningsstrømmen.I tilfelle av turbulent strømning i et rør, for eksempel, vil en øyeblikkelig registrering av hastigheten ved en seksjon avsløre en omtrentlig fordeling som vist i figur 1(a).Den jevne hastigheten, som vil bli registrert av vanlige måleinstrumenter, er indikert med stiplede omriss, og det er tydelig at turbulent strømning er preget av en ustabil fluktuerende hastighet lagt over et tidsmessig jevnt middel.

asd (2)

Fig. 1(a) Turbulent strømning

asd (3)

Fig. 1(b) Laminær strømning

I laminær strømning fortsetter alle fluidpartiklene langs parallelle baner og det er ingen tverrgående komponent av hastighet.Den ordnede progresjonen er slik at hver partikkel følger nøyaktig banen til partikkelen som går foran den uten noen avvik.Dermed vil en tynn filament av fargestoff forbli som sådan uten diffusjon.Det er en mye større tverrhastighetsgradient i laminær strømning(fig.1b) enn i turbulent strømning. For et rør er for eksempel forholdet mellom middelhastigheten V og maksimalhastigheten Vmax 0,5 med turbulent strømning og 0 ,05 med laminær strømning.

Laminær strømning er assosiert med lave hastigheter og viskøse trege væsker. I rørledninger og hydraulikk med åpne kanaler er hastighetene nesten alltid tilstrekkelig høye til å sikre turbudent strømning, selv om et tynt laminært lag vedvarer i nærheten av en solid grense.Lovene for laminær strømning er fullt forstått, og for enkle grensebetingelser kan hastighetsfordelingen analyseres matematisk.På grunn av dens uregelmessige pulserende natur, har turbulent flyt trosset streng matematisk behandling, og for å løse praktiske problemer er det nødvendig å stole i stor grad på empiriske eller semiempiriske forhold.

asd (4)

Vertikal turbin brannpumpe

Modellnummer: XBC-VTP

XBC-VTP Series vertikale langakslede brannslokkingspumper er serier med entrinns flertrinns diffusorpumper, produsert i samsvar med den nyeste nasjonale standarden GB6245-2006.Vi forbedret også designet med referansen til standarden til United States Fire Protection Association.Det brukes hovedsakelig til brannvannforsyning i petrokjemisk industri, naturgass, kraftverk, bomullstekstiler, kai, luftfart, lager, høyhus og andre industrier.Det kan også gjelde for skip, sjøtank, brannskip og andre forsyninger.

Roterende og irrotasjonsflyt.

Strømmen sies å være roterende hvis hver fluidpartikkel har en vinkelhastighet rundt sitt eget massesenter.

Figur 2a viser en typisk hastighetsfordeling assosiert med turbulent strømning forbi en rett grense.På grunn av den uensartede hastighetsfordelingen, lider en partikkel med sine to akser opprinnelig vinkelrett på deformasjon med en liten grad av rotasjon. I figur 2a, strømning i en sirkulær

banen er avbildet, med hastigheten direkte proporsjonal med radien.De to aksene til partikkelen roterer i samme retning slik at strømmen igjen er roterende.

asd (5)

Fig. 2(a) Rotasjonsstrøm

For at strømmen skal være irroterende, må hastighetsfordelingen ved siden av den rette grensen være jevn (fig.2b).Ved strømning i en sirkulær bane kan det vises at irrotasjonsstrøm kun vil gjelde forutsatt at hastigheten er omvendt proporsjonal med radien.Fra et første blikk på figur 3 ser dette feil ut, men en nærmere undersøkelse avslører at de to aksene roterer i motsatte retninger slik at det er en kompenserende effekt som gir en gjennomsnittlig orientering av aksene som er uendret fra utgangstilstanden.

asd (6)

Fig.2(b) Irrotasjonsstrøm

Fordi alle væsker har viskositet, er den laveste av en ekte væske aldri virkelig irrotasjon, og laminær strømning er selvfølgelig svært roterende.Dermed er irrotasjonsstrøm en hypotetisk tilstand som bare ville vært av akademisk interesse hvis det ikke var for det faktum at i mange tilfeller av turbulent strømning er rotasjonsegenskapene så ubetydelige at de kan bli neglisjert.Dette er praktisk fordi det er mulig å analysere irrotasjonsstrøm ved hjelp av de matematiske konseptene for klassisk hydrodynamikk referert til tidligere.

Sentrifugal sjøvannsdestinasjonspumpe

Modellnummer:ASN ASNV

Modell ASN- og ASNV-pumper er sentrifugalpumper med ett-trinns dobbeltsug med delt volutthus og brukt- eller væsketransport for vannverk, luftkondisjoneringssirkulasjon, bygning, vanning, dreneringspumpestasjon, elektrisk kraftstasjon, industriell vannforsyningssystem, brannslukking system, skip, bygning og så videre.

asd (7)

Jevn og ustø flyt.

Strømmen sies å være jevn når forholdene til enhver tid er konstante med hensyn til tid.En streng tolkning av denne definisjonen ville føre til konklusjonen at turbulent flyt aldri var virkelig jevn.For det foreliggende formål er det imidlertid hensiktsmessig å betrakte den generelle fluidbevegelsen som kriteriet og de uberegnelige fluktuasjonene forbundet med turbulensen som bare en sekundær påvirkning.Et åpenbart eksempel på jevn strømning er en konstant utslipp i en kanal eller åpen kanal.

Som en konsekvens følger det at strømmen er ustabil når forholdene varierer med tid.Et eksempel på ustabil strømning er en varierende utslipp i en kanal eller åpen kanal;dette er vanligvis et forbigående fenomen som følger etter, eller etterfølges av, en jevn utladning.Andre kjente

eksempler av mer periodisk karakter er bølgebevegelse og syklisk bevegelse av store vannmasser i tidevannsstrøm.

De fleste av de praktiske problemene i hydraulikk er opptatt av jevn flyt.Dette er heldig, siden tidsvariabelen i ustø flyt kompliserer analysen betydelig.Følgelig vil vurderingen av ustabil strøm i dette kapittelet være begrenset til noen få relativt enkle tilfeller.Det er imidlertid viktig å huske på at flere vanlige tilfeller av ustabil flyt kan reduseres til stabil tilstand i kraft av prinsippet om relativ bevegelse.

Således kan et problem som involverer et fartøy som beveger seg gjennom stille vann omformuleres slik at fartøyet står stille og vannet er i bevegelse;det eneste kriteriet for likhet i væskeoppførsel er at den relative hastigheten skal være den samme.Igjen kan bølgebevegelse på dypt vann reduseres til

steady state ved å anta at en observatør reiser med bølgene med samme hastighet.

asd (8)

Vertikal turbinpumpe

Dieselmotor Vertikal turbin flertrinns sentrifugal inline aksel vann Dreneringspumpe Denne typen vertikal dreneringspumpe brukes hovedsakelig for å pumpe ingen korrosjon, temperatur mindre enn 60 °C, suspendert stoff (ikke inkludert fiber, grynene) mindre enn 150 mg/L innhold av kloakken eller avløpsvannet.VTP type vertikal dreneringspumpe er i VTP type vertikale vannpumper, og på grunnlag av økningen og kragen, sett røret oljesmøring er vann.Kan røyke temperatur under 60 °C, sende for å inneholde et visst fast korn (som skrapjern og fin sand, kull, etc.) av kloakk eller avløpsvann.

Jevn og ujevn flyt.

Strømmen sies å være jevn når det ikke er noen variasjon i størrelsen og retningen til hastighetsvektoren fra ett punkt til et annet langs strømningsveien.For samsvar med denne definisjonen må både strømningsarealet og hastigheten være det samme ved hvert tverrsnitt.Ujevn strøm oppstår når hastighetsvektoren varierer med plasseringen, et typisk eksempel er strømning mellom konvergerende eller divergerende grenser.

Begge disse alternative strømningsforholdene er vanlige i hydraulikk med åpen kanal, selv om det strengt tatt er, siden jevn strøm alltid nærmer seg asymptotisk, er det en ideell tilstand som bare tilnærmes og aldri faktisk oppnås.Det skal bemerkes at forholdene er knyttet til rom snarere enn tid, og derfor er de i tilfeller med lukket strømning (f.eks. rør under trykk), ganske uavhengig av den jevne eller ustødige naturen til strømmen.


Innleggstid: 29. mars 2024