To tylko jedna z 14 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
RODZAJE RUCHU PŁYNU RZECZYWISTEGO
PRZEPŁYW LAMINARNY
Ruch płynu odbywa się tak jakby poszczególne warstwy ślizgały się po
sobie (stąd nazwa przepływ uwarstwiony) bez wymiany pędu i masy między
warstwami.
Można to zaobserwować wprowadzając do przepływu zabarwioną cienką strugę
barwnika. Struga barwnika pozostaje wyraźna na długiej drodze.
W rzeczywistości występuje wymiana masy i pędu w skali
mikroskopowej co jest przyczyną występowania naprężeń stycznych.
Chwilowe zaburzenia w ruchu są tłumione ponieważ siły lepkości przeważają
nad siłami bezwładności.
p1
p1
p2
p1
p1
p2
p2
p2
Profile prędkości w laminarnym przepływie między płaskimi ścianami:
a) Δp =p1-p2= 0, u 0, przepływ laminarny Couette’a
b) Δp 0, u = 0, przepływ laminarny Poiseuille’a
c) Δp 0, u 0,
d) Δp 0
1
Rozkład prędkości w osiowo-symetrycznym przepływie laminarnym Hagena–
Poiseuille’a
2
PRZEPŁYW TURBULENTNY
- chaotyczny i nieregularny ruch elementów płynu,
- duża intensywność procesów transportu masy i pędu w skali makroskopowej,
- wszystkie wielkości, charakteryzujące dany przepływ, wykazują zmienność
zarówno w czasie, jak i w przestrzeni.
W ruchu turbulentnym siły bezwładności przeważają nad siłami lepkości i
tłumiące działanie lepkości jest niewystarczające dla utrzymania stateczności
ruchu laminarnego.
Turbulencja - zjawisko charakteryzujące się występowaniem w
przepływającym płynie chaotycznych fluktuacji parametrów hydro- i
termodynamicznych (prędkości przepływu, ciśnienia, gęstości, temperatury).
Występują wiry o bardzo zróżnicowanej skali i energii.
Hipoteza Reynoldsa - przepływ turbulentny może być przedstawiony jako
superpozycja przepływu uśrednionego i fluktuacyjnego.
Dowolny parametr f (x, y, z, t) ruchu turbulentnego można przedstawić w postaci
sumy
gdzie:
- wartość uśredniona funkcji f,
- fluktuacja będąca wielkością małą i szybkozmienną
w porównaniu z f
Przebieg wielkości f czasie w tym samym punkcie przestrzeni
3
Przy takim założeniu rozpatrujemy pole wielkości średnich czasowych.
Ustalony ruch turbulentny – ruch, w którym prędkość uśredniona jest stała.
W ruchu turbulentnym występują znaczne naprężenia styczne co ma wpływ na
rozkład prędkości w przekroju przepływowym oraz zwiększenie oporów ruchu.
LICZBA REYNOLDSA
Liczba kryterialna określająca charakter przepływu.
Analiza wymiarowa sił prowadzi do wzoru
Gdzie :
v –prędkość charakterystyczna dla danego przepływu,
L –wymiar liniowy charakterystyczny dla tego przepływu,
ν – lepkość kinematyczne płynu
Dla przepływu przez kanały przyjmuje się:
vśr – średnia prędkość w kanale (uśredniona ze strumienia objętości),
Dh – średnica hydrauliczna kanału,
Dh=4A/U
A – pole przekroju,
U - obwód zwilżony w danym przekroju.
Dla przewodu o przekroju kołowym (rura) Dh – d (średnica rury)
Krytyczna liczba Reynoldsa – wartość liczby Re przy której następuje zmiana
charakteru przepływu
Dla przekroju kołowego i warunków technicznych przyjmuje się
Rekr≈2300
4
Rozkład prędkości w gładkim przewodzie
(…)
… przyściennej.
W ruchu turbulentnym, w wyniku intensywnej wymiany elementów płynu,
warstwa przyścienna jest zasilana w energię kinetyczną i dlatego w tym
przypadku zjawisko oderwania następuje później.
Dla przepływów z ujemnym gradientem ciśnienia ∂ p/∂ x < 0, (konfuzory)
kiedy prędkości wzrastają oderwanie warstwy przyściennej nie występuje.
Oderwanie warstwy przyściennej
UOGÓLNIONE RÓWNANIE BERNOULLIEGO
Jest to równanie Bernoulliego uwzględniające fakt, że w przeływie płynu
lepkiego część energii mechanicznej zostaje zamieniona na ciepło w wyniku sił
tarcia (poniżej zapisane w jednostkach wysokości).
W równaniu operujemy prędkościami średnimi w danym przekroju
określonymi z równania ciągłości
vśr=Q/A
7
Ponieważ tę wielkość wykorzystujemy do określenia energii kinetycznej
więc wprowadzamy tzw. współczynnik…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)