Движение жидкости бурное

Советские ученые — математики, механики, гидравлики и гидротехники, опираясь на единственно научную теорию познания — диалектический материализм, упорно и настойчиво работают над проблемами, которые ставит перед наукой бурное развитие производительных сил в нашей стране. Важнейшей из этих проблем в области гидравлики является проблема сопротивления жидкостей, оставшаяся после Н. П. Петрова до конца не решенной в области турбулентного движения жидкости. [c.12]

В связи с бурным развитием трубопроводного транспорта, резким ростом скоростей движения водного и воздушного транспорта и т. д. особенно актуальной становится задача снижения потерь напора на трение при движении жидкости в трубах, открытых руслах, а также тел в жидкости. [c.85]

Линии 3n=fi(h), 3K=f i(h) и 3 = fz(h) выражают изменение потенциальной, кинетической и полной удельных энергий сечения потока в зависимости от его глубины. Верхняя ветвь графика 3 = fz h) свидетельствует об увеличении энергии за счет возрастания ее потенциальной части (увеличивается глубина потока), а нижняя — об увеличении Э за счет ее кинетической части. Из графика также следует, что некоторой глубине потока Лк соответствует минимальное значение удельной энергии сечения Этш- Глубина заполнения русла, при которой энергия сечения минимальна, называется критической. Если глубина потока больше кк, то движение жидкости с п о к о й-н о е, а если меньше — бурное. [c.76]

Именно этот последний случай движения жидкости, характеризуемый неравенством (9-113), не рассматривавшийся нами выше в настоящей главе, и называется бурным движением случай же, характеризуемый неравенством (9-112), называется спокойным движением. [c.378]

Таким образом, можно сказать, что спокойное движение жидкости есть такое движение, при котором то или другое возмущение, например, искусственно созданное на свободной поверхности, будет распространяться как вверх, так и вниз по течению при бурном же движении указанное возмущение будет распространяться только вниз по течению. [c.378]

Гидродинамика — наука о движении жидкости. Предметом гидродинамики служит круг тех реальных явлений, к которым относятся не только течения жидкости и газа, встречающиеся в природе, но и весьма разнообразные течения жидкостей и газов, используемые во многих отраслях бурно развивающейся техники. Основная цель гидродинамики состоит в изучении качественных и количественных закономерностей течений жидкостей и газов, позволяющем, с одной стороны, повышать полезный эффект уже используемых в технике течений, а с другой стороны, расширять возможности использования других видов течений жидкостей. [c.9]

Эти работы положили начало бурному развитию гидравлики. Велики заслуги ученых Шези (1718—1798), работавшего в области равномерного движения жидкости Вентури (1746—1822), исследовавшего истечение через отверстия и насадки Вейсбаха (1806— 1871), в основном известного работами в области сопротивлений движению жидкости Базена (1829—1897), изучавшего равномерное движение и истечение жидкости через водосливы Рейнольдса (1842—1912), внесшего большой вклад в изучение ламинарного и турбулентного режимов движения. [c.15]

За начало прыжка принимается такое сечение потока в бурном состоянии перед прыжком, в котором еще сохраняется эпюра распределения скоростей, присущая плавно изменяющемуся движению жидкости (сечение на рис. 11-1), [c.300]

Современная механика жидкости стала развиваться в начале текущего столетия. В отличие от классической гидродинамики прошлого столетия, она быстро достигла очень крупных успехов в теоретическом объяснении явлений, наблюдаемых при течении жидкостей. Особенно большое развитие получили За последние пятьдесят лет три раздела современной механики жидкости теория пограничного слоя, газовая динамика и теория крыла. Настояш,ая книга посвяш,ена теории пограничного слоя — наиболее старому из перечисленных разделов. Начало этой теории положил в 1904] г. Л. Прандтль, указав тогда путь, сделавший доступным теоретическому исследованию течения жидкостей с очень малой вязкостью, из которых наиболее важными в техническом отношении являются вода и воздух для достижения этого достаточно было учитывать действие вязкости только там, где оно проявляется суш,ественным образом, а именно в тонком пограничном слое вблизи стенки, обтекаемой жидкостью. Этот путь позволил дать теоретическое объяснение многим явлениям, ранее остававшимся совершенно непонятными. Прежде всего, идея Л. Прандтля сделала доступными для теоретического исследования вопросы, связанные с сопротивлением, возникающим при обтекании жидкостью твердых тел. Бурно развивавшаяся авиационная техника очень быстро извлекла из теоретических выводов многое, полезное для себя, и в свою очередь поставила перед новой теорией многочисленные проблемы. В настоящее время для инженера, работающего в области авиации, понятие пограничного слоя стало настолько привычным, что без него он не может больше обойтись. В другие отрасли машиностроения, связанные с проблемами движения жидкостей,— одной из важнейших таких отраслей является турбиностроение — новые идеи внедрялись значительно медленнее, но в настоящее время они усиленным образом используются при конструировании всех гидромашин. [c.11]

С точки зрения введенных понятий, газ является жидкой сжимаемой сплошной средой. Так же как при изучении движения жидкостей, при исследовании движения газов последние могут рассматриваться либо как идеальные, либо как вязкие. Наука, изучающая движение газа, называется газовой динамикой. Она начала бурно развиваться в связи с ростом скоростей полета различных аппаратов и движения газов в каналах. Газы при малых скоростях движения ведут себя так же, как несжимаемая жидкость. При больших скоростях движения сжимаемость оказывает существенное влияние на течение. [c.7]

Исследования дифференциального уравнения н форм кривых свободной поверхности потока при неравномерном движении жидкости в открытых руслах (см. 90) показали, что переход потока из бурного состояния в спокойное (переход критической глубины.) осуществляется через гидравлический прыжок. Функция /г = /(/) при критической глубине претерпевает разрыв, и —- обращается в бесконечность. Следо- [c.314]

В зависимости от соотношения сил инерции и тяжести (гравитационных сил) состояние потока может быть различным — спокойным (до-критическим), критическим и бурным (сверхкритическим) (см. 49). Исследования показывают, что и в открытых руслах режим движения жидкости может быть как турбулентным, так и ламинарным (учитывая к тому же, что под жидкостью следует понимать не только воду), а граничные поверхности русла как и в напорных трубах в одних случаях могут быть гидравлическими гладкими , в других — <(.гидравлически шероховатыми . [c.177]

Из рассмотрения формул (Х.З), (Х.5) и (Х.ба) нетрудно установить, что параметр кинетичности /7 , число Фруда Рг и число Рейнольдса Re зависят от скорости движения, т. е. состояние потока и режим его движения определяются для данного канала величиной скорости потока. Следовательно, для данного открытого русла охарактеризовать соотношение сил инерции, вязкости и гравитации, т. е. условия, при которых осуществляется изменение состояния потока и режима движения жидкости, можно графиком, где по оси абсцисс отложены скорости движения жидкости, а по оси ординат — глубины потока в русле (рис. Х.2). На этом графике нанесены прямые, отвечающие определенным значениям чисел ]/ Рг и Ке. Жирная прямая при У Рг = 1, соответствующая критическому состоянию потока, разделяет график на две части, из которых левая охватывает область спокойных потоков, а правая — область бурных потоков. Средняя заштрихованная полоса 5, ограниченная значениями числа Рейнольдса 500 и 2000, является переходной областью. Ниже этой полосы потоки ламинарные, а выше турбулентные. Таким образом, график состоит из четырех зон нижняя левая 1 — область спокойных (докритических) потоков с ламинарным режимом движения, нижняя правая 2 область бурных (сверхкритических) потоков с ламинарным режимом движения, верхняя правая 3 — область бурных (сверхкритических) потоков с турбулентным режимом движения, верхняя левая 4 область спокойных (докритических) потоков с турбулентным режимом движения. [c.180]

Первые две группы потоков — спокойные (докритические) и бурные (сверхкритические) с ламинарным режимом движения в практике гидротехнического строительства встречаются редко. Такие потоки можно наблюдать при движении жидкостей повышенной вязкости или при малых глубинах, а также в лабораторных условиях. [c.180]

Теория прыжка жидкости. Прыжок жидкости, или гидравлич. прыжок, — форма быстро изменяющегося неравномерного движения жидкости с внезапным изменением глубины потока. Это явление имеет место только в тех случаях, когда поток ив бурного состояния переходит в спокойное, т. е. когда глубина, меньшая критической, сопрягается с глубиной, большей критич. глубины. Т. о. в прыжке всегда имеются две связанные между собой тесной функциональной зависимостью глубины потока — перед прыжком, соответствующая потоку в бурном состоянии, и глубина за прыжком, соответствующая спокойному состоянию потока. Эти глубины называются сопряжением, или взаимными глу бинами прыжка (фиг. 8). [c.74]

Нефтяная подземная гидравлика — сравнительно молодая отрасль науки. Она создана и в последующем развивалась благодаря бурному развитию нефтедобывающей промышленности в СССР и за рубежом. Первые исследования проблемы движения нефти и газа в пластах, базировавшиеся на известных законах гидромеханики, появились в начале двадцатых годов нашего столетия. В настоящее время проектирование разработки нового месторождения нефти и газа, а также эксплуатация скважин ие мыслятся без широкого применения законов подземной гидравлики. Как правильно расставить скважины в данном пласте сколько скважин и в какой последовательности надо вводить в пласт какой режим работы в них поддерживать какой рабочий агент — воду или газ — следует нагнетать в пласт для поддержания давления и в каком количестве как регулировать и направлять движение жидкости или газа в пласте — эти и многие другие вопросы решаются сейчас на основе подземной гидравлики. [c.6]

При /1б < 2 растекается бурный поток в нижнем бьефе. Если ширина нижнего бьефа ограничена (рис. 12.15), то различают три характерных участка движения жидкости участок собственно растекания, заканчивающегося створом полного растекания, участок косых прыжков, участок до фронта прямого прыжка, образующегося при достаточной глубине нижнего бьефа /1б. [c.192]

Явление.кавитации может наблюдаться, например, в сифонных трубопроводах, где ее появление обусловливается геометрической конфигурацией и принципом действия самого трубопровода, основной своей частью находящегося под давлением, меньшим чем атмосферное кавитация может иметь место также и при работе быстроходных гидравлических турбин, центробежных насосов и гребных винтов. В этих случаях причиной кавитации является возникновение больших местных скоростей, ведущих к понижению давления. Если при этом давление оказывается меньше упругости паров, в соответствующих местах потока начинается бурное испарение жидкости, она начинает кипеть и в ней образуются кавитационные полости, состоящие из пузырьков, заполненных паром. Если затем при дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, обычно сопровождаемая резким треском, и кавитационные полости смыкаются. Возникновение кавитации значительно облегчается при наличии в жидкости пузырьков воздуха, а также растворенных газов. [c.241]

Если предположить, что возможен переход потока от бурного состояния к спокойному без гидравлического прыжка, вначале при изменении глубины (рис. 21.3) от А (в сечении перед прыжком) до Акр согласно кривой Э (А) удельная энергия сечения (и удельная энергия потока) должна уменьшиться от Э до Эт, . При увеличении глубины от Акр до А" (в сечении непосредственно за прыжком) удельная энергия сечения (и потока) должна увеличиваться от до Э". Это физически невозможно, так как энергия при движении вязкой жидкости расходуется. Следовательно, гидравлический прыжок является единственно возможной формой перехода потока из бурного состояния в спокойное. [c.96]

Явление кавитации может возникать, например, во всасывающих линиях насосных установок и сифонных трубопроводах, где ее появление обусловливается конфигурацией и принципом действия самого трубопровода, основная часть которого работает при давлении ниже атмосферного. Кавитация может возникать также при работе быстроходных гидравлических турбин, центробежных насосов и гребных винтов. В таких случаях ее причиной являются большие местные скорости и снижение давления. Если при этом давление оказывается ниже давления насыщения паров, в соответствующих местах потока начинается бурное испарение жидкости, которая начинает кипеть , и в ней образуются кавитационные полости. Если при дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, обычно сопровождаемая резким треском, и кавитационные полости смыкаются. Возникновению кавитации способствует наличие в жидкости пузырьков воздуха или растворенных газов. [c.104]

Благодаря пульсации актуальных скоростей в прыжке через поверхность раздела ЛВС происходит постоянный обмен жидкости между вальцом и транзитной струей Все явление прыжка носит бурный характер, причем прыжок не находится на одном месте он совершает некоторые небольшие поступательные движения то вправо (по течению), то влево (против течения). [c.325]

Вопрос об установлении границ водоворотных областей (в плане) в случае спокойного потока, затронутый нами на стр. 511, как мы видели, осложняется В частности, тем, что при наличии спокойного движения всегда приходится учитывать потери напора в этом случае силы трения являются соизмеримыми с силами инерции движущейся воды, и потому модель идеальной жидкости в данном случае является, как правило, неприемлемой. В случае бурного потока достаточно часто силами трения можно пренебрегать и пользоваться моделью идеальной жидкости. В связи с этим бурные потоки оказываются более доступными для их анализа. [c.512]

В связи с бурным развитием техники в XIX в. возникает большое число инженерных задач, которые требуют немедленного решения. Движение воды начинают изучать опытным путем, и накапливается большое число эмпирических данных. Зарождается техническое (прикладное) направление гидравлики. В этот период появляется много работ А. Пито — изобретатель прибора Пито А. Шези сформулировал параметры подобия потоков Ш. Кулон, Г. Хаген, Б. Сен-Венан, Ж- Пуазёйль, А. Дарси, Вейсбах, Ж. Буссинеск составили формулы расчета гидравлических сопротивлений Г. Хаген, О. Рейнольдс открыли два режима движения жидкости О. Коши, Риич, Фруд, Г. Гельмгольц, [c.259]

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ УТОЧНЕНИЕ ПОНЯТИЙ СПОКОЙНОГО И БУРНОГО ДВИЖЕНИЙ ЖИДКОСТИ. ГИДРАВЛИЧЕС КИЙ ПРЫЖОК КАК ОСТАНОВИВШАЯСЯ ВОЛНА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ [c.377]

Бурное движение. В данном случае очень часто можно пренебрегать силами сопротивления (трения), что мы выше и делали. Здесь для решения задачи, согласно предложению Н. Т. Мелещенко, может быть использован особый разработанный им графоаналитический метод, аналогичный методу характеристик, примененному С. А. Христиановичем для решения задачи неустановившегося движения (см. 9-14). Заметим, что имеются предложения отдельных авторов (С. Н. Нумерова, Ф. И. Франкля, Б. Т. Емцева), позволяющие при рассмотрении бурных потоков учитывать силы сопротивления и относительно небольшие уклоны дна русла. Н. Т. Мелещенко дал точное решение одного частного случая планового бурного движения жидкости (при i = 0), когда это движение можно рассматривать как потенциальное. [c.515]

Более ста последуюш их лет развитие науки о равновесии и движении жидкости происходило по двум различным направлениям. Одно направление развивалось по линии строгих математических решений, используя уравнения Эйлера и принимая при этом ряд допущений (Лагранж, Лэмб, Навье, Стокс, И. С. Громека и др.). Однако наличие ряда существенных упрощений не позволило использовать полученные этим методом результаты для решения конкретных практических задач. Это заставило ученых и инженеров прибегать к экспериментированию и на основании опытных данных создавать расчетные формулы для решения разнообразных гидравлических задач, выдвигавшихся бурно развивавшейся техникой (Шези, Буссинек, Дарси, Базен, Вейсбах, Дюпюи и др.). Таким образом, независимо от аэрогидромеханики практическая гидравлика продолжала свое развитие как опытная наука, опережая первую в целом ряде областей. Однако без наличия серьезного математического аппарата она, естественно, не в состоянии была обобщить данные сложного эксперимента. [c.7]

Перечисленные теоретические работы положили начало бурному развитию гидравлики. Велики заслуги ученых Д. Полени (1685—1761), который работал в области истечения через отверстия и водосливы А, Шези (1718—1798), изучавшего равномерное двилсение жидкости П. Дюбуа (1734—1809), занимавшегося движением наносов в реках, сопротивлениями движению воды в руслах Д. Вентурн (1746—1822), исследовавшего истечение через отверстия и насадки Ю. Вейсбаха (1806—1871), в основном известного работами в области сопротивлений движению жидкости [c.7]

Законы движения жидкости и использования ее энергии занимали человечество с древнейших времен. Так, во II в. до н. э. греческиий геометр и механик Архимед (287—212 гг. до н. э.) впервые в истории техники написал трактат О плавающих телах , в котором излагалась теория плавания тел. Эта теория и до настоящего времени лежит в основе учения о равновесии плавающих тел. Примерно с этого же вре-л еки началось использование энергии движущейся жидкости в практических целях. Архимеду принадлежит ряд изобретений в области гидротехники, в частности механизм для поднятия воды на более высокий уровень (архимедов винт). В начале I в. до и. э. Герои Александрийский изобрел водяные часы, пожарный насос и др. В дальнейшем теоретические работы по гидравлике велись вплоть до XV в. разрозненно, без связи между собой. В то же время гидротехника бурно развивалась. За период с I до XV в. были построены крупные гидротехнические сооружения на территориях Египта, Греции, Рима и Средней Азии. [c.4]

Следует иметь в виду, что в природе существует две качественно различных формы движения жидкости (газа). Одна из них называется ламинарным движением (лат. lamina — пластинка, полоска), при котором среда перемещается слоями, без перемешивания. В этом случае зависимость (1.1) от времени t носит регулярный детерминированный характер (рис. 5, а). Другая форма движения среды получила название турбулентного движения (лат. turbulentus — бурный, беспорядочный), когда частицы движутся по сложным траекториям хаотично, неупорядоченно, а слои жидкости интенсивно и постоянно перемешиваются (рис. 5, б). В случае хаотичного, нестационарного движения жидкости (газа) зависимость (1,1) от времени t носит случайный характер, и эта функция может быть отнесена к случайным функциям (случайным величинам, случайным процессам). Местоположение частицы становится случайной величиной, определенной на дискретных пространствах элементарных событий, При этом движении частиц жидкости можно выделить осреднен-ное по времени движение средние скорости движения, средние давления и т, п. (см. рис. 5, б, где средние скорости показаны пунктиром). [c.37]

Исследования показывают, что при весьма больших скоростях движения жидкости, т. е. при продольных уклонах г о, значительно превышающих значение кр, в каналах возникают волны, кроме того, жидкость увлекает воздух из среды, соприкасающейся со свободной поверхностью, и поток становится аэрированным. Появление волн приводит к нарушению равномерного движения состояние таких потоков называют сверх-бурным. Сверхбурные потоки будут рассмотрены в главе ХХУИ. [c.179]

Исследования, проведенные Б. А. Бахметевым, Сметаной, Эйнвахте. ром, А. Н. Ахутиным, Н. И. Павловским и другими, показали, что основное уравнение совершенного прыжка (Х /П.12) отвечает опытным данным при отношении сопряженных глубин /12/ 12 2. При отношении сопряженных глубин /12/Й1<2, что соответствует значениям параметра кинетичности Як1<СЗ, уравнение совершенного прыжка не отвечает опытным данным, так как переход потока из бурного состояния в спокойное осуществляется в виде ряда волн, постепенно затухающих по направлению движения жидкости. Такая форма сопряжения бурного потока со спокойным получила название прыжка-волны (см. рис. ХУП.7). Структура прыжка-волны отличается от обычного совершенного прыжка здесь отсутствует завихренная водоворотная зона, а имеются лишь волновые колебания, при которых нарушается закон гидростатического распределения давлений в поперечных сечениях потока. Последними исследованиями установлено, что под первой наибольшей волной наблюдается искривление струи в таких масштабах, когда надо учитывать влияние центробежной силы. Все эти обстоятельства вызвали необходимость изыскать особую зависимость для сопряженных глубин прыжка-волны. [c.339]

Одними из первых представления о попраничном слое высказали знаменитые русские ученые Д. И. Менделеев в монографии О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании (1880 г.) и И. Е. Жуковский в работе О форме судов (1890 г.) и в более поздних лекциях. Известный немецкий ученый Л. Прандтль в 1904 г. получил дифференциальные уравнения движения жидкости в пограничном слое, которые лежат в основе современной теории пограничного слоя. Впервые эти уравнения были решены Блазиу-сом в 1907 г. для простейших случаев пластины и круглого цилиндра. На этой основе, усилиями многих ученых мира, была создана современная теория пограничного слоя, которая бурно развивается и поныне. Большой вклад в эту теорию внесли советские ученые Г. Н. Абрамович, В. С. Авдуерский, А. А. Дородницин, [c.20]

Такую зависимость можно было ожидать без особых допущений, но пер--вый случай, когда она была установлена (золото в растворе хлорида), по-видимому, связан с другими факторами. Сами факты, установленные Шаттом и Уолтоном и подтвержденные Армстронгом и Батлером, не вызывают сомнения, но они были интерпретированы этими авторами по-разному. В случаенормального раствора соляной кислоты прямая линия, показывающая зависимость между ш и 1//р при высоких плотностях тока, почти не зависела, от того, было ли перемешивание раствора бурное или слабое. Однако при низких плотностях тока с ослаблением движения жидкости значительно- снижались значения Замена раствора хлорида на сульфатный приводила к уменьшению значения Шо, а также Q, которое в этом случае приблизительно соответствует количеству электричества, требующегося для образования мономолекулярного слоя АигОз. [c.758]

Дополнительное уточнение понятий спокойного и бурного движений жидкости. Гидравлический прыщок как остановившаяся волна перемещения [c.326]

В XVIII в. Даниил Бернулли (1700—1782 гг.) и Леонард Эйлер (1707—1783 гг.) разработали общие уравнения движения так называемой идеальной жидкости и тем самым положили начало теоретической гидромеханике. Однако применение этих уравнений (так же как II разработанных несколько позже уравнений движения вязкой жидкости) к практическим задачам, которые выдвигала бурно развивавшаяся техника, приводило к удовлетворительным результатам лишь в немногих случаях. В связи с этим с конца XVIII в. многочисленные ученые и инженеры (Шезн, Дарси, Базен, Вейсбах и др.) начали опытным путем изучать движение воды в различных частных случаях и получили значительное число эмпирических фор- [c.6]

При турбулентном движении течение жидкости неупорядоченное, вихревое (от лат. turbulentus — бурный, беспорядочный), с хаотично [c.117]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...