სიახლეები - სითხის მოძრაობის ძირითადი კონცეფცია - რა არის სითხის დინამიკის პრინციპები

შესავალი

წინა თავში აჩვენეს, რომ ზუსტი მათემატიკური სიტუაციები სითხეების მიერ მოსვენებულ მდგომარეობაში მოქმედი ძალებისთვის ადვილად იქნა მიღებული. ეს იმიტომ ხდება, რომ ჰიდროსტატიკაში ჩართულია მხოლოდ მარტივი წნევის ძალები. როდესაც განიხილება მოძრაობაში მყოფი სითხე, მაშინვე ანალიზის პრობლემა ბევრად უფრო რთული ხდება. გასათვალისწინებელია არა მხოლოდ ნაწილაკების სიჩქარის სიდიდე და მიმართულება, არამედ ასევე არის სიბლანტის კომპლექსური გავლენა, რომელიც იწვევს ათვლის ან ხახუნის სტრესს მოძრავი სითხის ნაწილაკებსა და შემცველ საზღვრებს შორის. ფარდობითი მოძრაობა, რომელიც შესაძლებელია სითხის სხეულის სხვადასხვა ელემენტებს შორის, იწვევს წნევისა და ათვლის სტრესის მნიშვნელოვან ცვალებადობას ერთი წერტილიდან მეორეში ნაკადის პირობების მიხედვით. ნაკადის ფენომენთან დაკავშირებული სირთულის გამო, ზუსტი მათემატიკური ანალიზი შესაძლებელია მხოლოდ რამდენიმე და საინჟინრო თვალსაზრისით, ზოგიერთ შემთხვევაში, რა არაპრაქტიკული. ამიტომ აუცილებელია ნაკადის პრობლემების გადაჭრა ან ექსპერიმენტებით, ან შედგენით. გარკვეული გამარტივებული დაშვებები, რომლებიც საკმარისია თეორიული გადაწყვეტის მისაღებად. ეს ორი მიდგომა არ არის ურთიერთგამომრიცხავი, ვინაიდან მექანიკის ფუნდამენტური კანონები ყოველთვის მოქმედებს და იძლევა ნაწილობრივ თეორიული მეთოდების მიღების საშუალებას რამდენიმე მნიშვნელოვან შემთხვევაში. ასევე მნიშვნელოვანია ექსპერიმენტულად დადგინდეს რეალური პირობებიდან გადახრის ხარისხი გამარტივებული ანალიზის შედეგად.

ყველაზე გავრცელებული გამარტივებული ვარაუდი არის ის, რომ სითხე იდეალურია ან სრულყოფილი, რითაც გამორიცხავს ბლანტის რთულ ეფექტებს. ეს არის კლასიკური ჰიდროდინამიკის საფუძველი, გამოყენებითი მათემატიკის ფილიალი, რომელიც მიიპყრო ისეთი გამოჩენილი მეცნიერებისგან, როგორებიც არიან სტოკსი, რეილი, რანკინი, კელვინი და ლამბი. კლასიკურ თეორიაში არსებობს სერიოზული თანდაყოლილი შეზღუდვები, მაგრამ რადგან წყალს აქვს შედარებით დაბალი სიბლანტე, ის იქცევა როგორც ნამდვილი სითხე ბევრ სიტუაციაში. ამ მიზეზით, კლასიკური ჰიდროდინამიკა შეიძლება ჩაითვალოს ყველაზე ღირებულ ფონად სითხის მოძრაობის მახასიათებლების შესასწავლად. წინამდებარე თავი ეხება სითხის მოძრაობის ფუნდამენტურ დინამიკას და ემსახურება როგორც ძირითადი შესავალი მომდევნო თავებში, რომლებიც ეხება უფრო კონკრეტულ პრობლემებს, რომლებიც გვხვდება საინჟინრო ჰიდრავლიკაში. გამოყვანილია სითხის მოძრაობის სამი მნიშვნელოვანი ძირითადი განტოლება, კერძოდ, უწყვეტობის, ბერნულის და იმპულსის განტოლებები და ახსნილია მათი მნიშვნელობა. მოგვიანებით განიხილება კლასიკური თეორიის შეზღუდვები და აღწერილია რეალური სითხის ქცევა. მთლიანობაში ივარაუდება შეკუმშვადი სითხე.

ნაკადის სახეები

სითხის მოძრაობის სხვადასხვა ტიპები შეიძლება კლასიფიცირდეს შემდეგნაირად:

1.ტურბულენტური და ლამინარული

2.ბრუნვითი და ირროტაციული

3.სტაბილური და არასტაბილური

4.ერთგვაროვანი და არაერთგვაროვანი.

წყალქვეშა კანალიზაციის ტუმბო

MVS სერიის ღერძული ნაკადის ტუმბოები AVS სერიის შერეული ნაკადის ტუმბოები (ვერტიკალური ღერძული ნაკადი და შერეული ნაკადის წყალქვეშა საკანალიზაციო ტუმბო) არის თანამედროვე პროდუქცია, რომელიც წარმატებით არის შექმნილი უცხოური თანამედროვე ტექნოლოგიების გამოყენებით. ახალი ტუმბოების სიმძლავრე 20%-ით აღემატება ძველს. ეფექტურობა 3~5%-ით მეტია ძველთან შედარებით.

ტურბულენტური და ლამინარული ნაკადი.

ეს ტერმინები აღწერს ნაკადის ფიზიკურ ბუნებას.

ტურბულენტურ ნაკადში სითხის ნაწილაკების პროგრესირება არარეგულარულია და ადგილის ერთი შეხედვით შემთხვევითი ცვლა ხდება. ცალკეული ნაწილაკები ექვემდებარება რყევად ტრანსს. ლექსის სისწრაფეები ისე, რომ მოძრაობა არის მორევი და სინუსური და არა მართკუთხა. თუ საღებავი შეჰყავთ გარკვეულ წერტილში, ის სწრაფად გავრცელდება ნაკადის მთელ ნაკადში. მაგალითად, მილში ტურბულენტური ნაკადის შემთხვევაში, სიჩქარის მყისიერი ჩაწერა მონაკვეთზე გამოავლენს სავარაუდო განაწილებას, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1(a). სტაბილური სიჩქარე, როგორც დაფიქსირდა ნორმალური საზომი ხელსაწყოებით, მითითებულია წერტილოვანი მონახაზით, და აშკარაა, რომ ტურბულენტური ნაკადი ხასიათდება არასტაბილური მერყევი სიჩქარით, რომელიც ზედმეტად დგას დროებით სტაბილურ საშუალოზე.

სურ.1(ა) ტურბულენტური ნაკადი

ნახ.1(ბ) ლამინარული ნაკადი

ლამინარული ნაკადის დროს სითხის ყველა ნაწილაკი მიდის პარალელურ ბილიკებზე და არ არსებობს სიჩქარის განივი კომპონენტი. მოწესრიგებული პროგრესია ისეთია, რომ ყოველი ნაწილაკი ზუსტად მიჰყვება მის წინა ნაწილაკების გზას ყოველგვარი გადახრის გარეშე. ამრიგად, საღებავის თხელი ძაფები დარჩება ასეთი დიფუზიის გარეშე. ლამინარულ ნაკადში გაცილებით დიდია განივი სიჩქარის გრადიენტი (ნახ.1ბ), ვიდრე ტურბულენტურ ნაკადში. მაგალითად, მილისთვის, საშუალო სიჩქარის V და მაქსიმალური სიჩქარის V max არის 0,5 ტურბულენტური ნაკადით და 0. ,05 ლამინარული ნაკადით.

ლამინარული ნაკადი ასოცირდება დაბალ სიჩქარეებთან და ბლანტი დუნე სითხეებთან. მილსადენსა და ღია არხის ჰიდრავლიკაში, სიჩქარეები თითქმის ყოველთვის საკმარისად მაღალია, რათა უზრუნველყოს მღელვარე ნაკადი, თუმცა თხელი ლამინარული ფენა მყარ საზღვრებთან ახლოს რჩება. ლამინარული ნაკადის კანონები სრულად არის გაგებული და მარტივი სასაზღვრო პირობებისთვის სიჩქარის განაწილება შეიძლება მათემატიკურად გაანალიზდეს. მისი არარეგულარული პულსირებული ბუნების გამო, ტურბულენტური ნაკადი ეწინააღმდეგება მკაცრ მათემატიკურ დამუშავებას და პრაქტიკული პრობლემების გადასაჭრელად აუცილებელია დიდწილად ემპირიულ ან ნახევრადემპირიულ ურთიერთობებზე დაყრდნობა.

ვერტიკალური ტურბინის სახანძრო ტუმბო

მოდელის ნომერი: XBC-VTP

XBC-VTP სერიის ვერტიკალური გრძელი ლილვის ხანძარსაწინააღმდეგო ტუმბოები არის ერთსაფეხურიანი, მრავალსაფეხურიანი დიფუზორული ტუმბოების სერია, დამზადებულია უახლესი ეროვნული სტანდარტის GB6245-2006 შესაბამისად. ჩვენ ასევე გავაუმჯობესეთ დიზაინი შეერთებული შტატების ხანძარსაწინააღმდეგო ასოციაციის სტანდარტის მითითებით. იგი ძირითადად გამოიყენება სახანძრო წყალმომარაგებისთვის ნავთობქიმიურ, ბუნებრივ აირში, ელექტროსადგურებში, ბამბის ტექსტილის, ნავსადგურის, ავიაციის, სასაწყობო, მაღალსართულიანი შენობების და სხვა ინდუსტრიებში. ის ასევე შეიძლება მიმართოს გემს, საზღვაო ტანკს, სახანძრო გემს და სხვა მომარაგების შემთხვევებს.

ბრუნვითი და ირროტაციული ნაკადი.

ნათქვამია, რომ ნაკადი ბრუნვითია, თუ სითხის თითოეულ ნაწილაკს აქვს კუთხური სიჩქარე საკუთარი მასის ცენტრის გარშემო.

სურათი 2a გვიჩვენებს ტიპიური სიჩქარის განაწილებას, რომელიც დაკავშირებულია ტურბულენტურ ნაკადთან სწორ საზღვართან. სიჩქარის არაერთგვაროვანი განაწილების გამო, ნაწილაკი თავისი ორი ღერძით თავდაპირველად პერპენდიკულურად განიცდის დეფორმაციას ბრუნვის მცირე ხარისხით. სურათზე 2a, მიედინება წრიულად.

გამოსახულია ბილიკი, რადიუსის პირდაპირპროპორციული სიჩქარით. ნაწილაკების ორი ღერძი ბრუნავს იმავე მიმართულებით ისე, რომ ნაკადი კვლავ ბრუნავს.

ნახ.2(ა) ბრუნვის ნაკადი

იმისთვის, რომ დინება იყოს ირროტაციული, სიჩქარის განაწილება სწორი საზღვრის მიმდებარედ უნდა იყოს ერთგვაროვანი (ნახ.2ბ). წრიულ გზაზე ნაკადის შემთხვევაში, შეიძლება აჩვენოს, რომ ირროტაციული ნაკადი მხოლოდ იმ პირობით იქნება, რომ სიჩქარე რადიუსის უკუპროპორციულია. სურათი 3-ზე ერთი შეხედვით, ეს მცდარი ჩანს, მაგრამ უფრო დეტალური გამოკვლევა ცხადყოფს, რომ ორი ღერძი ბრუნავს საპირისპირო მიმართულებით ისე, რომ არსებობს კომპენსაციის ეფექტი, რომელიც წარმოქმნის ღერძების საშუალო ორიენტაციას, რომელიც უცვლელია საწყისი მდგომარეობისგან.

ნახ.2(ბ) ირროტაციული ნაკადი

იმის გამო, რომ ყველა სითხეს აქვს სიბლანტე, რეალური სითხის დაბალი დონე არასოდეს არის ჭეშმარიტი გაღიზიანება და ლამინარული ნაკადი, რა თქმა უნდა, ძლიერ ბრუნავს. ამრიგად, ირროტაციული ნაკადი არის ჰიპოთეტური მდგომარეობა, რომელიც იქნებოდა მხოლოდ აკადემიური ინტერესი - რომ არა ის ფაქტი, რომ ტურბულენტური ნაკადის ბევრ შემთხვევაში ბრუნვის მახასიათებლები იმდენად უმნიშვნელოა, რომ მათი უგულებელყოფა შეიძლება. ეს მოსახერხებელია, რადგან შესაძლებელია ირროტაციული ნაკადის ანალიზი ადრე ნახსენები კლასიკური ჰიდროდინამიკის მათემატიკური ცნებების საშუალებით.

ცენტრიდანული ზღვის წყლის დანიშნულების ტუმბო

მოდელის ნომერი: ASN ASNV

მოდელის ASN და ASNV ტუმბოები არის ერთსაფეხურიანი ორმაგი შეწოვის გაყოფილი ვოლუტური გარსაცმის ცენტრიფუგა ტუმბოები და გამოიყენება ან თხევადი ტრანსპორტირება წყლის სამუშაოებისთვის, კონდიცირების ცირკულაციის, შენობის, სარწყავი, სადრენაჟო სატუმბი სადგური, ელექტროსადგური, სამრეწველო წყალმომარაგების სისტემა, ხანძარსაწინააღმდეგო სისტემა, გემი, შენობა და ასე შემდეგ.

სტაბილური და არასტაბილური ნაკადი.

ნაკადი ითვლება სტაბილურად, როდესაც პირობები ნებისმიერ წერტილში მუდმივია დროის მიმართ. ამ განმარტების მკაცრი ინტერპრეტაცია მიგვიყვანს დასკვნამდე, რომ ტურბულენტური ნაკადი არასოდეს ყოფილა ნამდვილად სტაბილური. თუმცა, წინამდებარე მიზნისთვის მოსახერხებელია ზოგადი სითხის მოძრაობა კრიტერიუმად მივიჩნიოთ და ტურბულენტობასთან დაკავშირებული არასტაბილური რყევები მხოლოდ მეორად ზემოქმედებად. მდგრადი ნაკადის აშკარა მაგალითია მუდმივი გამონადენი მილსადენში ან ღია არხში.

დასკვნის სახით ირკვევა, რომ ნაკადი არასტაბილურია, როდესაც პირობები იცვლება დროის მიხედვით. არამდგრადი ნაკადის მაგალითია ცვალებადი გამონადენი მილსადენში ან ღია არხში; როგორც წესი, ეს არის გარდამავალი ფენომენი, რომელიც თანმიმდევრულია ან მოჰყვება სტაბილურ გამონადენს. სხვა ნაცნობი

უფრო პერიოდული ხასიათის მაგალითებია ტალღური მოძრაობა და წყლის დიდი სხეულების ციკლური მოძრაობა მოქცევის დროს.

ჰიდრავლიკური ინჟინერიის პრაქტიკული პრობლემების უმეტესობა დაკავშირებულია სტაბილურ ნაკადთან. ეს საბედნიეროა, რადგან დროის ცვლადი არასტაბილურ ნაკადში მნიშვნელოვნად ართულებს ანალიზს. შესაბამისად, ამ თავში, არასტაბილური ნაკადის განხილვა შემოიფარგლება რამდენიმე შედარებით მარტივი შემთხვევით. ამასთან, მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ, რომ არასტაბილური ნაკადის რამდენიმე ჩვეულებრივი შემთხვევა შეიძლება შემცირდეს მდგრად მდგომარეობაში ფარდობითი მოძრაობის პრინციპის საფუძველზე.

ამგვარად, პრობლემა, რომელიც ეხება ჭურჭლის მოძრაობას უძრავ წყალში, შეიძლება ხელახლა ჩამოყალიბდეს ისე, რომ ჭურჭელი სტაციონარული იყოს და წყალი მოძრაობს; სითხის ქცევის მსგავსების ერთადერთი კრიტერიუმია, რომ ფარდობითი სიჩქარე იგივე იყოს. ისევ და ისევ, ტალღის მოძრაობა ღრმა წყალში შეიძლება შემცირდეს

სტაბილური მდგომარეობა დაშვებით, რომ დამკვირვებელი ტალღებთან ერთად მოძრაობს იმავე სიჩქარით.

ვერტიკალური ტურბინის ტუმბო

დიზელის ძრავა ვერტიკალური ტურბინის მრავალსაფეხურიანი ცენტრიდანული შიდა ლილვის წყლის სადრენაჟო ტუმბო ამ ტიპის ვერტიკალური სადრენაჟო ტუმბო ძირითადად გამოიყენება კოროზიის გარეშე, 60 °C-ზე ნაკლები ტემპერატურის, შეჩერებული მყარი ნივთიერებების (ბოჭკოვანი, ღორღის გარეშე) 150 მგ/ლ-ზე ნაკლები შემცველობისთვის. კანალიზაცია ან ჩამდინარე წყალი. VTP ტიპის ვერტიკალური დრენაჟის ტუმბო არის VTP ტიპის ვერტიკალური წყლის ტუმბოებში და აწევისა და საყელოს საფუძველზე დაყენებულია მილის ზეთის შეზეთვა წყალი. შეიძლება მოწევა 60 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე, გაგზავნა კანალიზაციის ან ჩამდინარე წყლების გარკვეული მყარი მარცვლების (როგორიცაა რკინის ჯართი და წვრილი ქვიშა, ქვანახშირი და ა.შ.) შემცველობა.

ერთიანი და არაერთგვაროვანი ნაკადი.

ნათქვამია, რომ ნაკადი არის ერთგვაროვანი, როდესაც არ არსებობს სიჩქარის ვექტორის სიდიდისა და მიმართულების ცვალებადობა ერთი წერტილიდან მეორეზე დინების გზაზე. ამ განმარტებასთან შესაბამისობისთვის, დინების ფართობიც და სიჩქარეც ერთნაირი უნდა იყოს ყველა გადაკვეთაზე. არაერთგვაროვანი ნაკადი ხდება მაშინ, როდესაც სიჩქარის ვექტორი იცვლება მდებარეობის მიხედვით, ტიპიური მაგალითია ნაკადი კონვერტაციულ ან განსხვავებულ საზღვრებს შორის.

ნაკადის ორივე ალტერნატიული პირობა გავრცელებულია ღია არხიან ჰიდრავლიკაში, თუმცა მკაცრად რომ ვთქვათ, ვინაიდან ერთგვაროვან ნაკადს ყოველთვის ასიმპტომურად უახლოვდება, ეს არის იდეალური მდგომარეობა, რომელიც მხოლოდ მიახლოებულია და არასოდეს მიიღწევა რეალურად. უნდა აღინიშნოს, რომ პირობები ეხება სივრცეს და არა დროს და, შესაბამისად, დახურული დინების შემთხვევაში (მაგ. მილები წნევის ქვეშ), ისინი სრულიად დამოუკიდებელია დინების მდგრადი ან არასტაბილური ხასიათისგან.

გამოქვეყნების დრო: მარ-29-2024