- •Основные понятия и определения
- •1.1 Плотность
- •1.2. Вязкость
- •1.3 Модели жидкой среды
- •1.4 Ньютоновские и Аномальные жидкости
- •1.5Силы действующие в жидкости
- •1.5.1 Массовые силы
- •1.5.2 Поверхностные силы
- •1.5.3 Тензор напряжения
- •1.5.4 Касательные напряжения
- •1.6 Обобщенная Гипотеза Ньютона
- •2. Гидростатика
- •2.1 Равновесное состояние
- •2.2 Гидростатическое давление в точке
- •2.3 Общие Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
- •2.4 Основное уравнение гидростатики в дифференциальной форме
- •2.5 Основное уравнение гидростатики в интегральной форме для несжимаемой жидкости
- •2.6 Гидростатический напор
- •2.7 Определение силы давления жидкости на поверхности тел
- •2.8 Плоская поверхность
- •2.9 Давление Жидкости на горизонтальное дно сосуда
- •2.10 Равновесие несмешивающихся жидкостей
- •2.11 Относительное равновесие
- •2.12 Равновесие Газов
- •2.13 Международная стандартная атмосфера
- •3 Основные уравнения Гидро Газодинамики
- •3.1Основные понятия и определения движения жидкости
- •3.2 Уравнение Бернулли для элементарной струйки несжимаемой жидкости
- •3.3 Два метода исследования движения жидкости Лагранжа и Эйлера
- •3.4 Уравнение линии тока
- •3.5 Уравнение неразрывности
- •3.6 Вихревое и безвихревое движение жидкости
- •3.7 Интегрирование уравнений Эйлера для потенциального потока в случае установившегося движения
- •3.8 Уравнения Навье Стокса
- •4 Режимы течения.
- •4.1 Режимы течения
- •4.2 Число Рейнольдса
- •4.3 Виды гидравлических сопротивлений
- •4.2 Общая формула для потерь напора на трение при равномерном движении жидкости в трубах
- •4.4 Особенности ламинарного и турбулентного движения жидкости в трубах
- •4.5 Ламинарное равномерное движение жидкости
- •4.6.Турбулентное равномерное движение жидкости в трубах
- •4.7 Касательное напряжение при турбулентном движении
- •4.8 Полуэмпирические теории турбулентности
- •4.9 Начальный участок турбулентного движения
- •5. Потери в потоке
- •5.1 Потери напора на трение в круглой трубе
- •5.2 Опытные данные о распределении скоростей и потерях напора
- •5.3 Эмпирические формулы для коэффициента гидравлического трения
- •5.4 Движение жидкости в трубах некругового сечения
- •5.5 Снижение потерь напора на трение при турбулентном движении
- •5.6 Местные гидравлические сопротивления
- •5.6.1 Внезапное расширение трубопровода
- •5.6.2 Внезапное сужение трубопровода
- •5.6.3.Вход в трубу через диафрагму
- •5.6.4.Резкое уменьшение диаметра трубы
- •5.6.5 Постепенное расширение
- •5.6.6 Постепенное сужение трубы
- •6.1 Циркуляция скорости
- •6.2 Степенные законы распределения скоростей
- •6.3 Модели турбулентности
- •7. Основы теории пограничного слоя
- •7.1 Понятие о пограничном слое
- •7.2 Ламинарный погранслой
- •7.3 Турбулентный погранслой
- •7.4 Отрыв пограничного слоя, и отрыв потока
- •7.4 Методы управления пограничным слоем
- •7.4.1 Предотвращение отрыва слоя при помощи сосредоточенного отсоса из него жидкости или ввода в слой жидкости.
- •7.4.2 Затягивание ламинарного участка слоя путем придания носовой части тела оптимальной формы
- •7.4.3 Ламинаризация пограничного слоя при непрерывном (распределенном) отборе потока
- •7.4.4 Ламинаризация пограничного слоя при щелевом отборе
- •8 Газодинамические процессы {Модуль 3}
- •8.1 Уравнения течения жидкости в трубах переменного сечения
- •8.2 Уравнение неразрывности струи
- •8.3 Сопло Лаваля и скорость истечения
- •8.4 Скорость звука
- •8.5 Газодинамические функции
- •8.5.1 Гдф характеризующие термодинамическое состояние.
- •8.5.2 Гдф характеризующие Разгон потока (q, y, ξ)
- •8.5.3 Гдф z, f, r – характеризуют импульс потока.
- •9 Плоский сверхзвуковой поток
- •9.1 Термодинамика ударных волн
- •9.2 Происхождение ударных волн
- •9.3 Ударная волна, вызванная летательным аппаратом
- •9.4 Скачки уплотнения. Образование скачков уплотнения
- •9.4.1. Прямой скачок
- •9.4.2 Косые скачки уплотнения
- •9.5 Формы скачков уплотнения
- •9.6 Критическая скорость
- •9.7 Течение Прандтля Майера
- •9.8 Закон обращения воздействия
- •1) Расходное воздействие на газовый поток.
- •2) Механическое воздействие.
- •3) Тепловое воздействие
- •4) Воздействие трением.
- •9.9 Гидравлический удар
- •9.10 Истечение жидкости и газа через отверстия и насадки.
9.8 Закон обращения воздействия
Изменения условий течения газа, вызывающие соответствующие изменения параметров состояния потока, называются воздействиями. Существует пять видов воздействий:
1. Геометрическое воздействие изменение величины проходного сечения канала вдоль потока.
2. Расходное воздействие — изменение массового расхода газа в канале путем вдува (отсоса) дополнительной массы через боковую поверхность.
3. Механическое воздействие — обмен механической энергией в форме технической работы между потоком газа и окружающей средой.
4. Тепловое воздействие — подвод (отвод) тепла в поток.
5. Воздействие трением — учет влияния реально существующих сил вязкого трения в рамках модели идеального газа.
Закон образования воздействий. Записывается в виде (все воздействия справа)
Дозвуковой поток. M<1
-* + = -
1) Ускорение dV>0
Сужение канала dF<0 – геометр воздействие
Подвод массы(вдув) >0 – расходное воздействие
подвод тепла dQ>0 – тепловое воздействие
турбина dL >0 – механическое воздействие
Воздействие трения dL >0 – воздействие трением.
2) Торможение dV<0
-*- = +
Расширение канала dF>0 – геометр воздействие
отвод массы <0 – расходное воздействие
отбор тепла dQ<0 – тепловое воздействие
компрессор dL <0 – механическое воздействие
Сверхзвуковой поток M>1
1) Ускорение dV>0
+*+=+
Расширение канала dF>0 – геометр воздействие
отвод массы(вдув) <0 – расходное воздействие
отвод тепла dQ<0 – тепловое воздействие
компрессор dL <0 – механическое воздействие
2) торможение dV<0
+*-=-
Сужение канала dF<0 – геометр воздействие
Подвод массы(вдув) d >0 – расходное воздействие
подвод тепла dQ>0 – тепловое воздействие
турбина dL >0 – механическое воздействие
Воздействие трения dL >0 – воздействие трением.
Выводы:
Воздействие одного знака противоположным образом влияет на дозвуковой и сверхзвуковой поток.
Воздействие одного знака приводит к ускорению дозвукового потока до λ=1 или M=1; и торможению сверхзвукового потока до λ=1 или M=1
Для перехода через кризис течения λ=1 или M=1 знак воздействия нужно менять на противоположный.
1) Расходное воздействие на газовый поток.
Тогда формула воздействия принимает вид:
Критический подвод массы
Если подвод массы меньше критического то дозвуковой поток ускоряется но не переходит звуковой барьер (остается дозвуковым) M1<1 после
Если подвод массы меньше критического то сверхзвуковой поток ускоряется но не переходит звуковой барьер (остается сверхзвуковым) M1>1 после
поток становится
Если подвод массы больше критического то дозвуковой поток ускоряется до звуковой скорости. M1<1 после
Если подвод массы больше критического то сверхзвуковой поток сначала тормозится через скачек до дозвуковой скорости а потом разгоняется до
Схема расходного сопла.
2) Механическое воздействие.
Тогда формула воздействия принимает вид:
Схема механического сопла
Температура торможения (полная) высчит по формуле:
Давление торможения (полное) высчит по формуле: