Հեղուկի շարժման հիմնական հայեցակարգը – Որո՞նք են հեղուկների դինամիկայի սկզբունքները

Ներածություն

Նախորդ գլխում ցույց տրվեց, որ հանգստի ժամանակ հեղուկների կողմից գործադրվող ուժերի ճշգրիտ մաթեմատիկական իրավիճակները կարելի է հեշտությամբ ստանալ:Դա պայմանավորված է նրանով, որ հիդրոստատիկում ներգրավված են միայն պարզ ճնշման ուժեր:Երբ դիտարկվում է շարժման մեջ գտնվող հեղուկը, վերլուծության խնդիրը միանգամից շատ ավելի դժվար է դառնում:Պետք է հաշվի առնել ոչ միայն մասնիկների արագության մեծությունն ու ուղղությունը, այլև առկա է մածուցիկության բարդ ազդեցությունը, որն առաջացնում է կտրվածք կամ շփման լարվածություն շարժվող հեղուկի մասնիկների և պարունակող սահմանների միջև:Հարաբերական շարժումը, որը հնարավոր է հեղուկ մարմնի տարբեր տարրերի միջև, հանգեցնում է նրան, որ ճնշումը և կտրվածքային լարվածությունը զգալիորեն տարբերվում են մի կետից մյուսը՝ կախված հոսքի պայմաններից:Հոսքի երևույթի հետ կապված բարդությունների պատճառով ճշգրիտ մաթեմատիկական վերլուծությունը հնարավոր է միայն մի քանի, իսկ ինժեներական տեսանկյունից, որոշ դեպքերում, ինչ անիրագործելի է: Հետևաբար, անհրաժեշտ է հոսքի խնդիրները լուծել կամ փորձարկելով կամ կատարելով: որոշակի պարզեցնող ենթադրություններ, որոնք բավարար են տեսական լուծում ստանալու համար:Երկու մոտեցումները միմյանց բացառող չեն, քանի որ մեխանիկայի հիմնարար օրենքները միշտ վավեր են և թույլ են տալիս մի քանի կարևոր դեպքերում կիրառել մասնակի տեսական մեթոդներ:Նաև կարևոր է պարզեցված վերլուծության արդյունքում ճշմարիտ պայմաններից շեղման չափը պարզել փորձարարական եղանակով:

Ամենատարածված պարզեցնող ենթադրությունն այն է, որ հեղուկը իդեալական է կամ կատարյալ, այդպիսով վերացնելով բարդացնող մածուցիկ ազդեցությունները:Սա դասական հիդրոդինամիկայի հիմքն է՝ կիրառական մաթեմատիկայի մի ճյուղ, որը ուշադրության է արժանացել այնպիսի ականավոր գիտնականների կողմից, ինչպիսիք են Սթոքսը, Ռեյլին, Ռանկինը, Քելվինը և Լամբը։Դասական տեսության մեջ կան լուրջ բնորոշ սահմանափակումներ, բայց քանի որ ջուրն ունի համեմատաբար ցածր մածուցիկություն, այն շատ իրավիճակներում իրեն պահում է որպես իրական հեղուկ:Այդ պատճառով դասական հիդրոդինամիկան կարող է դիտվել որպես հեղուկի շարժման բնութագրերի ուսումնասիրության ամենաարժեքավոր հիմքը:Սույն գլուխը վերաբերում է հեղուկի շարժման հիմնարար դինամիկային և ծառայում է որպես հիմնական ներածություն հաջորդ գլուխների համար, որոնք վերաբերում են ինժեներական հիդրավլիկության մեջ հանդիպող ավելի կոնկրետ խնդիրներին:Հեղուկի շարժման երեք կարևոր հիմնական հավասարումները, մասնավորապես՝ շարունակականության, Բեռնուլիի և իմպուլսի հավասարումները, ստացված են և բացատրվում են դրանց նշանակությունը:Հետագայում դիտարկվում են դասական տեսության սահմանափակումները և նկարագրվում է իրական հեղուկի վարքագիծը: Ամբողջում ենթադրվում է անսեղմելի հեղուկ:

Հոսքի տեսակները

Հեղուկի շարժման տարբեր տեսակներ կարելի է դասակարգել հետևյալ կերպ.

1.Տուրբուլենտ և շերտավոր

2. Պտտվող և իռոտացիոն

3. Կայուն և անկայուն

4.Համազգեստ և ոչ համազգեստ:

Սուզվող կոյուղու պոմպ

MVS սերիայի առանցքային հոսքի պոմպեր AVS սերիայի խառը հոսքի պոմպերը (ուղղահայաց առանցքային հոսքի և խառը հոսքի սուզվող կոյուղու պոմպեր) ժամանակակից արտադրություններ են, որոնք հաջողությամբ նախագծվել են օտարերկրյա ժամանակակից տեխնոլոգիաների կիրառմամբ:Նոր պոմպերի հզորությունը 20%-ով ավելի մեծ է, քան հինը:Արդյունավետությունը 3~5%-ով բարձր է հիններից։

asd (1)

տուրբուլենտ և շերտավոր հոսք։

Այս տերմինները նկարագրում են հոսքի ֆիզիկական բնույթը:

Անհանգիստ հոսքի դեպքում հեղուկի մասնիկների առաջընթացն անկանոն է և տեղի է ունենում դիրքի պատահական թվացյալ փոխանակում: Առանձին մասնիկները ենթակա են տատանվող տրանս:հատվածի արագություններ այնպես, որ շարժումը լինի ոլորուն և ոլորուն, քան ուղղագիծ:Եթե ​​ներկը ներարկվի որոշակի կետում, այն արագորեն կտարածվի հոսքի ողջ ընթացքում:Խողովակի մեջ տուրբուլենտ հոսքի դեպքում, օրինակ, հատվածում արագության ակնթարթային գրանցումը ցույց կտա մոտավոր բաշխում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1(ա)-ում:Կայուն արագությունը, ինչպես կգրանցվի սովորական չափիչ գործիքների կողմից, նշված է կետավոր ուրվագիծով, և ակնհայտ է, որ տուրբուլենտ հոսքը բնութագրվում է անկայուն տատանվող արագությամբ, որը դրվում է ժամանակավոր կայուն միջինի վրա:

asd (2)

Նկ.1(ա) տուրբուլենտ հոսք

asd (3)

Նկ.1(բ) Շերտավոր հոսք

Լամինար հոսքում հեղուկի բոլոր մասնիկները շարժվում են զուգահեռ ուղիներով և արագության լայնակի բաղադրիչ չկա:Կարգավոր առաջընթացն այնպիսին է, որ յուրաքանչյուր մասնիկ առանց որևէ շեղման հետևում է իրեն նախորդող մասնիկի ուղիղ ճանապարհով:Այսպիսով, ներկանյութի բարակ թելիկը կմնա որպես այդպիսին առանց դիֆուզիայի:Լամինար հոսքում կա լայնակի արագության շատ ավելի մեծ գրադիենտ (նկ. 1b), քան տուրբուլենտ հոսքի դեպքում: Օրինակ, խողովակի համար միջին արագության V և առավելագույն արագության V max հարաբերակցությունը 0,5 է տուրբուլենտ հոսքի դեպքում և 0: ,05 շերտավոր հոսքով։

Շերտավոր հոսքը կապված է ցածր արագությունների և մածուցիկ դանդաղ հեղուկների հետ: Խողովակաշարերի և բաց ալիքների հիդրավլիկ համակարգերում արագությունները գրեթե միշտ բավական բարձր են, որպեսզի ապահովեն պղտոր հոսքը, չնայած բարակ շերտավոր շերտը պահպանվում է ամուր սահմանի մոտ:Լամինար հոսքի օրենքները լիովին հասկանալի են, և պարզ սահմանային պայմանների դեպքում արագության բաշխումը կարող է վերլուծվել մաթեմատիկորեն:Իր անկանոն իմպուլսացիոն բնույթի պատճառով տուրբուլենտ հոսքը հակազդել է խիստ մաթեմատիկական բուժմանը, և գործնական խնդիրների լուծման համար անհրաժեշտ է մեծապես հիմնվել էմպիրիկ կամ կիսաէմպիրիկ հարաբերությունների վրա:

asd (4)

Ուղղահայաց տուրբինային հրշեջ պոմպ

Մոդելի համարը՝ XBC-VTP

XBC-VTP սերիայի ուղղահայաց երկար լիսեռ հակահրդեհային պոմպերը միաստիճան, բազմաստիճան դիֆուզորային պոմպերի շարք են, որոնք արտադրված են GB6245-2006 վերջին ազգային ստանդարտին համապատասխան:Մենք նաև կատարելագործել ենք դիզայնը՝ հղում կատարելով Միացյալ Նահանգների հրդեհային պաշտպանության ասոցիացիայի ստանդարտին:Այն հիմնականում օգտագործվում է հրդեհային ջրամատակարարման համար նավթաքիմիական, բնական գազի, էլեկտրակայանների, բամբակյա տեքստիլի, նավահանգստի, ավիացիայի, պահեստների, բարձրահարկ շենքերի և այլ ոլորտներում:Այն կարող է կիրառվել նաև նավի, ծովային տանկի, հրդեհային նավի և մատակարարման այլ առիթների համար:

Պտտվող և իռոտացիոն հոսք:

Հոսքը կոչվում է պտտվող, եթե հեղուկի յուրաքանչյուր մասնիկ ունի անկյունային արագություն իր զանգվածի կենտրոնի շուրջ:

Նկար 2ա-ն ցույց է տալիս արագության տիպիկ բաշխումը, որը կապված է ուղիղ սահմանից անցնող տուրբուլենտ հոսքի հետ:Արագության ոչ միատեսակ բաշխման պատճառով մասնիկը իր երկու առանցքներով սկզբնապես ուղղահայաց դեֆորմացիայի է ենթարկվում պտտման փոքր աստիճանով: Նկար 2ա-ում հոսում է շրջանաձև

ուղին պատկերված է շառավղին ուղիղ համեմատական ​​արագությամբ:Մասնիկի երկու առանցքները պտտվում են նույն ուղղությամբ, որպեսզի հոսքը կրկին պտտվող լինի։

asd (5)

Նկ.2(ա) Ռոտացիոն հոսք

Որպեսզի հոսքը իռոտիկ լինի, ուղիղ սահմանին հարող արագության բաշխումը պետք է լինի միատեսակ (նկ.2բ):Շրջանաձև ճանապարհով հոսքի դեպքում կարելի է ցույց տալ, որ իռոտացիոն հոսքը կվերաբերի միայն այն պայմանով, որ արագությունը հակադարձ համեմատական ​​է շառավղին:Նկար 3-ի առաջին հայացքից սա սխալ է թվում, բայց ավելի մանրամասն ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ երկու առանցքները պտտվում են հակառակ ուղղություններով, այնպես որ կա փոխհատուցող ազդեցություն, որն առաջացնում է առանցքների միջին կողմնորոշում, որն անփոփոխ է սկզբնական վիճակից:

asd (6)

Նկ.2(բ) Իռոտացիոն հոսք

Քանի որ բոլոր հեղուկներն օժտված են մածուցիկությամբ, իսկական հեղուկի ցածր մակարդակը երբեք իրական գրգռվածություն չէ, և շերտային հոսքը, իհարկե, խիստ պտտվող է:Այսպիսով, իռոտացիոն հոսքը հիպոթետիկ պայման է, որը միայն ակադեմիական հետաքրքրություն կառաջացներ, եթե չլիներ այն փաստը, որ տուրբուլենտ հոսքի շատ դեպքերում պտտվող բնութագրերն այնքան աննշան են, որ դրանք կարող են անտեսվել:Սա հարմար է, քանի որ հնարավոր է վերլուծել իռոտացիոն հոսքը դասական հիդրոդինամիկայի մաթեմատիկական հասկացությունների միջոցով, որոնց մասին խոսվել է ավելի վաղ:

Կենտրոնախույս ծովային ջրի նպատակակետ պոմպ

Մոդելի համարը՝ ASN ASNV

Մոդել ASN և ASNV պոմպերը միաստիճան կրկնակի ներծծման պառակտված ոլորուն պատյանով կենտրոնախույս պոմպեր են և օգտագործված կամ հեղուկ տեղափոխող ջրային աշխատանքների, օդորակման շրջանառության, շենքի, ոռոգման, ջրահեռացման պոմպակայանի, էլեկտրակայան, արդյունաբերական ջրամատակարարման համակարգ, հրդեհաշիջման համար: համակարգ, նավ, շենք և այլն:

asd (7)

Կայուն և անկայուն հոսք:

Ասում են, որ հոսքը կայուն է, երբ պայմանները ցանկացած կետում հաստատուն են ժամանակի նկատմամբ:Այս սահմանման խիստ մեկնաբանությունը կհանգեցնի այն եզրակացության, որ տուրբուլենտ հոսքը երբեք իսկապես կայուն չի եղել:Այնուամենայնիվ, ներկա նպատակի համար հարմար է որպես չափանիշ դիտարկել ընդհանուր հեղուկի շարժումը, իսկ տուրբուլենտության հետ կապված անկանոն տատանումները որպես միայն երկրորդական ազդեցություն:Կայուն հոսքի ակնհայտ օրինակ է խողովակի կամ բաց ալիքի մշտական ​​արտանետումը:

Որպես հետևություն, հետևում է, որ հոսքը անկայուն է, երբ պայմանները տարբերվում են ժամանակի հետ կապված:Անկայուն հոսքի օրինակ է խողովակի կամ բաց ալիքի տարբեր արտանետումը.սա սովորաբար անցողիկ երևույթ է, որը հաջորդում է կամ հաջորդում է կայուն արտանետմանը:Այլ ծանոթ

Ավելի պարբերական բնույթի օրինակներ են ալիքային շարժումը և ջրային մեծ մարմինների ցիկլային շարժումը մակընթացային հոսքում:

Հիդրավլիկ ճարտարագիտության գործնական խնդիրների մեծ մասը վերաբերում է կայուն հոսքին:Սա բարեբախտություն է, քանի որ անկայուն հոսքի ժամանակի փոփոխականը զգալիորեն բարդացնում է վերլուծությունը:Հետևաբար, այս գլխում անկայուն հոսքի դիտարկումը կսահմանափակվի մի քանի համեմատաբար պարզ դեպքերով:Այնուամենայնիվ, կարևոր է նկատի ունենալ, որ հարաբերական շարժման սկզբունքի հիման վրա անկայուն հոսքի մի քանի սովորական դեպքեր կարող են կրճատվել մինչև կայուն վիճակ:

Այսպիսով, անշարժ ջրի միջով շարժվող նավի հետ կապված խնդիրը կարող է վերափոխվել այնպես, որ նավը անշարժ լինի, իսկ ջուրը շարժման մեջ լինի.Հեղուկի վարքագծի նմանության միակ չափանիշն այն է, որ հարաբերական արագությունը պետք է նույնը լինի:Կրկին խորը ջրերում ալիքի շարժումը կարող է կրճատվել մինչև

կայուն վիճակ՝ ենթադրելով, որ դիտորդը ալիքների հետ շարժվում է նույն արագությամբ:

asd (8)

Ուղղահայաց տուրբինային պոմպ

Դիզելային շարժիչ Ուղղահայաց տուրբինային բազմաստիճան կենտրոնախույս ներգծային լիսեռ ջրի դրենաժային պոմպ Այս տեսակի ուղղահայաց դրենաժային պոմպը հիմնականում օգտագործվում է առանց կոռոզիայի պոմպման, 60 °C-ից ցածր ջերմաստիճանի, կախովի պինդ նյութերի (առանց մանրաթելերի, մանրաթելերի) 150 մգ/լ-ից պակաս պարունակության համար: կոյուղու կամ կեղտաջրերի.VTP տիպի ուղղահայաց ջրահեռացման պոմպը գտնվում է VTP տիպի ուղղահայաց ջրի պոմպերում, և բարձրացման և օձիքի հիման վրա դրվում է խողովակի յուղի քսում ջուր:Կարող է ծխել 60 °C-ից ցածր ջերմաստիճանում, ուղարկել կոյուղու կամ կեղտաջրերի որոշակի պինդ հատիկ (օրինակ՝ երկաթի ջարդոն և մանր ավազ, ածուխ և այլն):

Միատեսակ և ոչ միատեսակ հոսք:

Հոսքը կոչվում է միատեսակ, երբ հոսքի ուղու երկայնքով մի կետից մյուսը արագության վեկտորի մեծության և ուղղության փոփոխություն չկա:Այս սահմանմանը համապատասխանելու համար և՛ հոսքի տարածքը, և՛ արագությունը պետք է նույնը լինեն յուրաքանչյուր խաչմերուկում:Ոչ միատեսակ հոսքը տեղի է ունենում, երբ արագության վեկտորը տատանվում է ըստ գտնվելու վայրի, տիպիկ օրինակ է հոսքը համընկնող կամ շեղվող սահմանների միջև:

Հոսքի այս երկու այլընտրանքային պայմաններն էլ սովորական են բաց ալիքային հիդրավլիկայում, թեև խստորեն ասած, քանի որ միատեսակ հոսքին միշտ մոտեցվում է ասիմպտոտիկ, դա իդեալական վիճակ է, որը միայն մոտավոր է և իրականում երբեք չի ստացվում:Պետք է նշել, որ պայմանները կապված են տարածության հետ, քան ժամանակի հետ, հետևաբար, փակ հոսքի դեպքում (օրինակ՝ խողովակները ճնշման տակ), դրանք միանգամայն անկախ են հոսքի կայուն կամ անկայուն բնույթից:


Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-29-2024