Ruch płynu rzeczywistego

Nasza ocena:

3
Pobrań: 126
Wyświetleń: 1204
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Ruch płynu rzeczywistego - strona 1 Ruch płynu rzeczywistego - strona 2 Ruch płynu rzeczywistego - strona 3

Fragment notatki:

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)

Zaloguj się, aby dodać komentarz