- •Введение
- •Глава 1. Основные физические свойства жидкостей и силы, действующие в них
- •1.1. Основные физические свойства жидкостей
- •1.2. Силы, действующие в жидкости Понятие об идеальной жидкости
- •Глава 2. Гидростатика
- •2.1. Гидростатическое давление
- •2.2. Свойства гидростатического давления
- •2.3. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера
- •2.4. Основное уравнение гидростатики
- •2.5. Приборы для измерения давления и вакуума
- •2.6. Сила гидростатического давления на плоскую фигуру
- •2.7. Эпюры гидростатического давления
- •2.8. Гидростатический парадокс
- •2.9. Поверхность уровня и ее свойства
- •2.10. Относительное равновесие жидкости во вращающемся сосуде
- •2.11. Сила давления жидкости на криволинейные поверхности
- •2.12. Закон Архимеда
- •Глава 3. Гидродинамика
- •3.1. Основные характеристики движения жидкостей
- •3.2. Уравнение сплошности (неразрывности) потока
- •3.3. Уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера)
- •3.4. Уравнения движения вязкой жидкости (уравнения Навье-Стокса)
- •3.5. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости
- •3.6. Уравнение Бернулли для реальной (вязкой) жидкости
- •3.7. Некоторые практические приложения уравнения Бернулли
- •3.7.1. Классификация отверстий и насадков,
- •3.7.2. Истечение при постоянном напоре
- •3.7.3. Истечение при переменном напоре
- •3.7.4. Принципы измерения скорости и расхода жидкостей
- •3.8. Режимы движения жидкостей
- •3.9. Основное уравнение равномерного движения
- •3.10. Виды гидравлических сопротивлений
- •3.11. Профиль скорости в живом сечении и потери напора по длине круглого трубопровода при ламинарном режиме движения жидкости
- •3.12. Некоторые характеристики турбулентного потока
- •3.13. Профиль скорости в живом сечении потока при турбулентном режиме движения
- •3.14. Потери напора по длине трубопровода при переходном и турбулентном режимах движения жидкости
- •3.15. Местные потери напора
- •3.16. Коэффициент гидравлического сопротивления системы
- •3.17. Гидравлический расчет трубопроводов
- •Расчет длинных трубопроводов
- •Расчет коротких трубопроводов
- •3.18. Гидравлический удар в трубах
- •3.19. Гидродинамическая теория смазки
- •Глава 4. Насосы
- •4.1. Определение и классификация насосов
- •4.2. Основные параметры работы насосов
- •4.3. Напор насоса и высота всасывания
- •4.3.1. Напор насоса
- •4.3.2. Высота всасывания
- •4.4. Центробежные насосы
- •4.4.1. Основное уравнение центробежного насоса Эйлера
- •4.4.2. Основы теории подобия центробежных насосов
- •4.4.3. Характеристики центробежных насосов
- •4.4.4. Работа центробежных насосов на сеть
- •4.4.5. Регулирование работы центробежных насосов
- •4.4.6. Расширение области применения центробежных насосов
- •4.4.7. Основные вопросы эксплуатации центробежных насосов
- •4.5. Осевые (пропеллерные) насосы
- •4.6. Струйные насосы
- •4.7. Эрлифты (воздушные подъемники)
- •4.8. Поршневые насосы
- •4.8.1.Средняя производительность поршневых насосов
- •4.8.2. Характеристика поршневых насосов
- •4.8.3. Неравномерность подачи поршневых насосов
- •4.8.4. Индикаторная диаграмма
- •4.8.5. Регулирование работы поршневых насосов
- •4.8.6. Основные вопросы эксплуатации поршневых насосов
- •4.9. Пневматические насосы (монтежю)
- •4.10. Роторно-пластинчатые (шиберные) насосы
- •4.11. Шестеренчатые насосы
- •4.12. Винтовые насосы
- •4.13. Краткие сведения о насосах предприятий пищевых производств
- •Глава 5. Гидравлический привод
- •5.1. Назначение и классификация гидравлических приводов
- •5.2. Рабочие жидкости гидроприводов
- •5.3. Объёмный гидропривод
- •5.3.1. Гидравлический расчёт некоторых
- •5.3.2. Вспомогательные устройства
- •5.3.3. Схемы устройства и регулирования гидроприводов
- •5.4. Гидродинамический привод (гидродинамические передачи)
- •Список литературы
- •Содержание
- •Основы гидравлики, гидравлическИх машин и гидропривода
3.12. Некоторые характеристики турбулентного потока
В технологических
аппаратах наиболее часто встречается
не ламинарный, а турбулентный режим
движения жидкости. При после-
днем имеет место
выравнивание скоростей в основной
массе жидкости, при этом профиль
скорости по сечению трубы отличается
от параболического – кривая имеет
более широкую вершину (см. рис. 3.20
и
рис. 3.21). Опытные исследования
показывают, что средняя скорость Wср
при турбулентном движении не равна
половине Wmax
(как при лами- |
|
нарном режиме), а значительно больше, причем Wср/Wmax = f(Re). Характер турбулентного движения сложен, поэтому невозможно получить строгое теоретическое выражение профиля скорости. Кроме того, необходимо учесть, что на рис. 3.21 показан профиль не истинных, а осредненных во времени скоростей. Истинная скорость в каждой точке не постоянна во времени, а испытывает флуктуации (нерегулярные пульсации) случайного характера. Изобразим на рис. 3.22 график изменения во времени истинной скорости Wx. Саму истинную скорость изменить практически очень трудно.
Из рис. 3.22 видно, что истинная скорость Wx колеблется около некоторого осредненного во времени значения . Это значение можно определить соотношением , т. е. величина равна высоте прямоугольника, равновеликого площади, заключенной между пульсационной кривой и ocью абсцисс в пределах изменения времени от 0 до некоторого значения τ. Разность между истинной и осредненной скоростями называется мгновеннной пульсационной скоростью : (индекс х опу-скаем). Из рис. 3.22 видно, что величина имеет переменный знак, что и отражено в вышеприведенной формуле. Понятие осредненной скорости не следует отождествлять с понятием средней скорости Wср. Величина Wср – это не средняя во времени скорость в данной точке, а скорость, осредненная для всего поперечного сечения трубопровода.
Интенсивность турбулентности выражается отношением Изотропной называется такая турбулентность, при которой средние пульсации скорости одинаковы по воем направлениям.
В гидравлике и гидромеханике важным является понятие масштаба турбулентности. Чем ближе друг к другу находятся две частицы, тем более близки их истинные скорости. Достаточно близко расположенные частицы движутся совместно, и их можно считать принадлежащими к некоторой единой совокупности, которую называют вихрем или "комком" жидкости. Размер таких "комков" носит название масштаба турбулентности. В турбулентном потоке условно различают центральную зону, называемую ядром потока, и гидродинамический пограничный слой вблизи стенки. В ядре движение является развитым турбулентным, а в пограничном слое оно переходит в ламинарное вблизи стенки. Внутри пограничного слоя выделяют вязкий подслой, примыкающий к стенке; в нем силы вязкости преобладают над влиянием турбулентных пульсаций, и движение жидкости является преимущественно ламинарным. Зону между вязким подслоем и ядром потока называют переходной зоной. Толщина вязкого подслоя исчисляется долями миллиметра, но, несмотря на это, оказывает решающее влияние на интенсивность процессов тепло- и массопереноса.