Движение жидкости пространственное

Газогидравлическая аналогия (ГАГА). Аналогия между движением газа при больших скоростях потока и движение жидкости на мелководье разработана для двух случаев аналогия между одномерным движением газа и потоком жидкости по руслу, имеющему заданную форму поперечного сечения аналогия между двухмерным движением газа и движением жидкости в канале прямоугольного сечения. Для пространственного потока газа такой аналогии пока нет. Не останавливаясь на первом, рассмотрим второй случай. [c.479]

Турбулентное движение представляет собой беспорядочное, хаотическое движение жидкости. Здесь нет параллельно направленных струек. Траектория частиц — не прямые линии, идущие вдоль линии потока, а сложные пространственно расположенные кр щие. [c.228]

Если Pd <С Рсо, то можно рассматривать различные схемы установившегося обтекания, например, обтекание по схеме, изображенной на рис. 44, с образованием струйки, уходящей в бесконечность на второй лист математического пространства. Эта струйка впервые была введена и изучена в работе Д. А.Эфроса ). Очевидно, что в действительности такое теоретически построенное пространственное движение неосуществимо, и это означает, что в случае Pd р . установившееся обтекание невозможно. Однако опыты ясно демонстрируют возникновение этой струйки, которая, попадая на поверхность границы полости, обусловливает клокочущий неустановившийся характер движения жидкости за телом. При обтекании с образованием струйки за счет расхода жидкости в струйке получается гидродинамическое сопротивление. [c.77]

В 3 и 6 были рассмотрены идеальные процессы. На практике при движении жидкостей или газов в каналах проявляется влияние свойства вязкости и внешних по отношению к потоку сил трения на стенках канала. Это влияние сильно возрастает для длинных каналов, в связи с этим характерно стремление делать короткие сопла. С другой стороны, при очень коротких соплах сильно нарушается равномерность распределения скоростей, возникают резко выраженные неравномерные пространственные движения с возможными отрывами потока от стенок и появлением карманов с противотоками. Не только основные размеры и соответствующий градиент давления, но и форма контуров канала оказывают большое влияние на распределение скоростей внутри канала. Необходимо также учитывать шероховатость стенок канала и в некоторых случаях тепловые потоки сквозь их стенки (например, в соплах ракетных двигателей движущийся газ имеет температуру порядка 3000° К). В сверхзвуковых потоках основным источником потерь и неравномерностей могут являться скачки уплотнения. Внутри сопла такие скачки могут образовываться в зависимости от некоторых геометрических свойств контура канала и независимо от формы канала на нерасчетных режимах истечения (см. 6). В связи с этим в значениях средних по сечению характеристик потока в сопле могут наблюдаться отклонения от значений, рассчитанных но идеальной теории, изложенной в 3 и 6. [c.93]

Как уже указывалось ( 19.1), иногда бывает полезно уравнения (21.1.1) рассматривать не как уравнения движения изображающей точки, а как уравнения движения жидкости. Это позволяет представить всю совокупность возможных движений или по крайней мере движений, которые начинаются в некоторой области, а не ограничиться одним возможным движением динамической системы. Линии тока в установившемся движении жидкости совпадают с траекториями они являются также силовыми линиями поля X. Если / (xi, Х2,. . ., Xjn) есть пространственный интеграл автономной системы, то уравнения / = с определяют (для некоторого интервала значений с) многообразия, содержащие линии тока. В классической гидродинамике оператор + Q обычно обозначают через. Величина выражает скорость [c.403]

Создание модели центробежной машины безусловно основывается на ее пространственном строении. В общем случае ИЦН состоит из трех взаимосвязанных частей подвода, рабочего колеса и отвода (рис.5.Г). Как правило, отвод, движение жидкости в котором согласно принятым допущениям (п.1.2) происходит в декартовой системе координат в плоскости X, У, и подвод, благодаря которому жидкость подводится к рабочему колесу по оси У, неподвижны относительно этой системы, в то время как рабочее колесо вращается в плоскости X, с угловой частотой 0) [c.67]

При пространственном движении жидкости ускорения в проекциях на оси координат х, у, z можно записать [c.22]

Два физических явления называют подобными, если величины или параметры одного явления могут быть получены по величинам или параметрам другого, взятым в сходственных пространственно временных точках, путем умножения на коэффициенты, постоянные для всех точек. Рассмотрим движение однородной несжимаемой жидкости с постоянной плотностью и коэффициентом вязкости. Так как в гидропередачах отсутствуют свободные поверхности жидкости, движение определяется лишь динамической составляющей давления. Распределение гидростатических давлений не сказывается на движении жидкости. В таком случае, уравнение Навье — Стокса, характеризующее гидродинамические процессы, и уравнение неразрывности имеют вид [c.12]

Вторичным течением называется воображаемое дополнительное течение, обусловленное концевыми явлениями — трением об ограничивающие стенки и влиянием радиального зазора. Суммирование в каждой точке параметров вторичного течения с соответствующими параметрами первичного дает действительные параметры пространственного потока вязкой жидкости через прямую решетку. Следует отметить, что определенное таким образом вторичное течение вообще не соответствует никакому физически возможному движению жидкости и рассматривается лишь как наглядная характеристика действительного потока. [c.431]

Необходимо отметить, что оба приведенных рассуждения хотя и наглядны, но не отличаются строгостью. Несмотря на кажущееся различие приведенных схем возникновения вторичных течений, обе они соответствуют различному физическому истолкованию одних и тех же уравнений пространственного движения жидкости. [c.433]

Пространственному движению в пограничном слое обязательно соответствует некоторое вторичное течение в основном потоке, которое может быть найдено, если известно движение в пограничном слое. Для этого следует применить известное свойство вихревого движения жидкости (которым в данной задаче воспользовался Н. Е. Жуковский) движение вязкой жидкости в каждый момент времени можно рассматривать как движение идеальной жидкости при наличии известной завихренности в пограничном слое у твердых границ потока. При этом в отличие от описанных ранее вихревых моделей движения используется только одно условие сохранения вихря в каждый момент времени (вторая теоре 5а Гельмгольца) возникновение же и развитие вихрей объясняется трением жидкости в пограничном слое. В силу установленного пространственного характера пограничного слоя вихревые линии в нем не перпендикулярны ю скоростям внешнего потока, чему и соответствует вторичное течение, подобное указанному на рис. 148, б. [c.443]

Кратко рассмотрим понятие поля параметров. При анализе задач гидромеханики удобно определять параметры движущейся жидкости в зависимости от пространственных координат, и, следовательно, поле параметров определено, если в каждой точке пространства, занятого течением, известны значения этих параметров. Таким образом, например, функция р х, у, г,() определяет давление в точке Q(x, у, г) для частицы жидкости, попадающей в эту точку в момент времени I. В лагранжевых координатах давление отдельной частицы / определяется функцией р — р1 1). Другими словами, при подходе Лагранжа не требуется задавать фиксированную систему координат, как при подходе Эйлера, поскольку система координат движется вместе с частицей. Основные законы движения жидкости справедливы только для системы, имеющей постоянную массу, как в подходе Лагранжа, но они выражаются в фиксированной системе координат, как в подходе Эйлера. Поэтому необходимо найти со-отнощение, связывающее оба этих подхода, и это соотношение [c.345]

Ламинарное движение жидкости в зазоре между неограничен- т ными коаксиальными цилиндрами следует считать устойчивым, если при любом сколь угодно малом, пространственно-временном возмущении поля скоростей, наложенном на основное течение, траектории частиц жидкости будут весьма мало отличаться от тех окружностей, которые они описывали в основном ламинарном движении. Если же при сколь угодно малом поле возмущений, наложенном на основное ламинарное течение, траектории частиц будут сколь угодно сильно отличаться от окружностей, то такое ламинарное движение будет неустойчивым. [c.17]

Понятие векторного потенциала мало что дает в плоском движении, но полезно при рассмотрении пространственных движений жидкости. К этому вопросу мы вернемся в гл. VII. [c.170]

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ БЕЗВИХРЕВОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ И ГАЗА [c.270]

Дано описание двух классов пространственных движений жидкости и газа, обладающих большим функциональным произволом и характеризуемых свойством линейности основных параметров течений по части пространственных координат. Построенные классы решений позволяют учесть такие свойства сплошной среды, как теплопроводность и электропроводность для газа, вязкость и электропроводность для жидкости в приближении Буссинеска. Для невязкого газа исследована связь описанных течений с теорией бегущих волн ранга три — тройных волн. Получены в качестве спецификаций исходных классов течений определенные системы уравнений, описывающие новые типы вихревых тройных волн, обладающих функциональным произволом. Построены серии точных решений. [c.197]

В начальный момент времени, скажем, 1 О, задана пространственная область О, заполненная жидкостью, и пусть известно распределение скоростей в этот момент, требуется определить дальнейшее движение жидкости. [c.271]

Турбулентный характер движения жидкости в кольцевом вихре можно описать введением коэффициента турбулентной вязкости V. Предположим, что этот коэффициент есть некоторая функция времени, не зависит от пространственных координат и определяется характерными масштабами движения (размером и скоростью вихря). Более того, предположим, что [c.341]

Рассмотрев в предыдущей главе одномерное движение в идеальной жидкости, перейдем теперь к следующим в порядке сложности классам движений—двух- и трехмерным. Таковы, прежде всего, плоское движение жидкости, затем осесимметричное и, наконец, общее пространственное движение. Исследование этих случаев представляет, по сравнению с одномерным потоком, большие математические трудности. Чтобы сделать решение возможным для интересующих практику конкретных задач, необходимо принять некоторые дополнительные упрощающие допущения об общем характере движения. В обосновании выбора этих допущений основную роль играют следующие две общие теоремы динамики идеальной жидкости. [c.211]

Скорость как функция времени и пространственных координат. Как и в общей механике, временное изменение положения элемента потока (жидкости или газа) является мерой его скорости. Однако поскольку основной особенностью движения жидкости является непрерывное искажение ее элементов, в механике жидкости, даже более чем в механике твердых тел, важно выразить скорость в разных характерных точках. Так, скорость V в любой точке жидкой среды может быть записана как предел, к которому стремится отношение перемещения 6s элемента вдоль его пути к соответствующему приращению времени ot, когда последнее стремится к нулю [c.31]

Уравнения (1.1) — (1.4) обладают большой общностью и описывают широкий класс движений жидкости. В частности, эти уравнения можно применить и для описания свободной тепловой конвекции, т. е. такого движения жидкости, которое возникает в поле тяжести при наличии пространственной неоднородности плотности, вызванной неоднородностью температуры. [c.8]

Таким образом, плоскопараллельное и осесимметричное движение можно рассматривать как простейшие частные случаи движения жидкости в пленках, расположенных на плоскостях, толщина которой в первом случае постоянна, а во втором случае в плоскости z, г меняется по закону Нз=г, Однако подчеркнем еще раз, что эти простейшие случаи двумерных движений являются частными случаями пространственных течений жидкости. [c.149]

Турбулентность является характерной особенностью многих природных явлений, в которых происходят динамические процессы, сопровождаемые переносом импульса, энергии и массы и ее эффекты наблюдаются на пространственно временных масштабах от сантиметров до мегапарсеков. Таковы, например, разнообразные динамические процессы в земной атмосфере и гидросфере, в атмосферах и недрах звезд и планет, в межзвездных газопылевых облаках (планетарных туманностях и протопланетных дисках), в галактической и межгалактической среде, в космической плазме (магнитогидродинамическая, или плазменная турбулентность). Преимущественно турбулентными являются метеорологические процессы, включающие в себя взаимодействие океана с атмосферой, испарение с водных поверхностей, вертикальный и горизонтальный перенос тепла, интенсивное перемешивание примесей (в том числе загрязнений), вязкую диссипацию кинетической энергии мелкомасштабных вихрей. Турбулентность возникает во многих технических устройствах при движении жидкости, газа или [c.10]

Как мы уже говорили выше, характерной особенностью тех движений жидкости (или газа), которые называются турбулентными, является наличие беспорядочных флюктуаций гидродинамических характеристик течения. В результате как зависимость мгновенных значений гидродинамических полей от пространственных координат, так и временной ход этих значений приобретают очень сложный и запутанный характер, причем при многократном воспроизведении течения в одинаковых условиях точные значения всех полей каждый раз оказываются иными. Вернемся снова к рис. 1.1, на котором представлены образцы кривых, описываю-щих зависимость некоторых гидродинамических величин в турбулентном течении от времени. Мы видим, что все эти кривые состоят из совокупности пульсаций разнообразных периодов и амплитуд, налагающихся друг на друга без какой-либо заметной закономерности. Аналогичный (и столь же сложный) вид имеют распределения мгновенных значений гидродинамических элементов в пространстве. В силу крайней неупорядоченности и резкой изменчивости во времени и в пространстве полей всех гидродинамических величин при изучении турбулентности неизбежно приходится использовать какие-либо методы осреднения, позволяющие перейти от исходных гидродинамических полей к гораздо более плавным и регулярным средним значениям характеристик течения. [c.166]

Если пространственное движение жидкости симметрично относительно некоторой оси, то такое движение называется осесимметричным. [c.36]

Зависимости переменных при движении жидкости описываются дифференциальными уравнениями в частных производных относительно времени и трех пространственных координат (уравнения Навье—Стокса). Эти уравнения выражают закон сохранения количества движения для жидкого элемента и дополняются уравнениями неразрывности и баланса энергии. Обычно техническое приближение к проблеме состоит в использовании интегральной формы уравнения баланса энергии, известной под названием уравнения Бернулли, которое выражает принципы сохранения энергии в системе, содержащей движущуюся жидкость, [c.108]

В определениях понятия турбулентность , сформулированных разными авторами, в той или иной степени отражаются рассмотренные выше особенности турбулентного движения. Дж. И. Тейлор и Т. Карман /287, 371/ дают следующее определение турбулентности Турбу-лентность - это неупорядоченное движение, которое в общем случае возникает в жидкостях, газообразных или капельных, когда они обтекают непроницаемые поверхности или же когда соседние друг с другом потоки одной и той же жидкости следуют рядом или проникают одн[н в другой . И. О. Хинце несколько уточняет определение турбулентности /253/ Турбулентное движение жидкости предполагает наличие неупорядоченного течения, в котором различные величины претерпевают хаотическое изменение во времени и по пространственным координатам и при этом могут быть выделены статистически точные их осред-ненные значения . Р. Р. Чуг аев дает такое определение /256/ Движение турбулентное - движение кидкости, при котором частицы жидкости перемешиваются по случайным неопределенно искривленным траекториям, имеющим пространственную форму при этом движение траекторий частиц, проходящих в разные моменты времени через неподвижную точку пространства, имеют различный вид данное движение носит беспорядочный, хаотичный характер и сопровождается постоянным как бы поперечным перемешиванием жидкости, причем это движение характеризуется наличием пульсаций скорости и пульсаций давления . В терминологии АН СССР Гидромеханика /10/ определение турбулентного движения дается так Турбулентное движение - движение жидкости с пульсацией скоростей, приводящей к перемешиванию ее часггиц . Более емким является определение, данное М. Д. Миллионщи-ковым Турбулентный режим - это статистически упорядоченный обмен, вызванный вихревыми образованиями различного масштаба /148/. [c.13]

Все виды движения жидкости, рассматриваемой как сплошная среда (континиум), являются пространственными (происходят в пространстве). Вместе с тем внутри пространственного движения можно различать, например, следующие частные случаи его (которые и составляют упомянутую седьмую классификацию) [c.94]

В основу создания комплексной модели ЦН положено его пространственное строение. Движение жидкости в проточной части рабочего колеса описано модифицированным уравнением Эйлера, а в отводе ЦН - дифференциальными уравнениями Навье-Стокса. Автор показал, что проекции вынуждающей силы, которая действует на выходе рабочего колеса, вращающегося с частотой п, на неподвижные осиХ-У, есть гармонические функции времени. [c.6]

В гидравлическ1 х машинах (гидротурбины, гидропередачи, насосы) реализуются пространственные движения жидкостей с относительно большими скоростями, возникает сложное явление кавитации, когда внутри жидкости образуются области с газообразной фазой. При кавитации в жидкости возникают газовые или паровые пузырьки, резко изменяющие основное ее свойство — слабую сжимаемость. В жидкости с пузырьками газов или пара активно проявляется сжимаемость, резко уменьшается скорость звука. [c.8]

Постановка задачи. Построение равномерно пригодного решения. Пусть тонкое пространственное тело проникает в полупространство, занятое жидкостью, со скоростью vo(t), направление которой для простоты изложения совпадает с направлением внутренней нормали к свободной поверхности жидкости. Предположим, что форма тела и условия входа обеспечивают безотрывное обтекание и известно регнение соответствуюгцей линейной задачи для потенциала возмугценного движения жидкости. Его далее будем называть внегнним регнением ре х1 ), где у1 Zl — абсолютная [c.661]

Различают напорное и безнапорное неустановив-шееся движение жидкости, одномерное, двухмерное и пространственное неустановившееся движение. [c.186]

Рассмотрим два класса осесимметричных решений уравнений Навье — Стокса, обладающих рядом необычных свойств. Один класс касается движений с пространственным ускорением вдоль оси симметрии г и применяется для изучения течения в по-рпстой вращающейся трубе. Другой относится к движениям с пространственным ускорением по г и используется для описания течения жидкости между пористым вращающимся диском и неподвижной плоскостью. Отметим, что обе постановки имеют плоские аналоги, которые сливаются в одну задачу о плоском течении, между двумя пористыми параллельными пластинами. [c.189]

Механика сплошных сред (МСС) - фундаментальная наука, изучающая макроскопические движения в пространственно-временном континууме различных состояний и уровней организации материи. Эта наука, богатая историческими традициями и накопленным багажом методов, моделей, теорий и экспериментальных исследований, развивалась веками как классическое и математически строгое описание явлений макроскопического Мира. Вместе с тем МСС - вечно молодая наука, которая оказывается на границе объективного описания макроскопической Природы, как только Человек пытается раздвинуть эти границы силой своего научного познания. Это очень обширная и разветвленная наука, как и сам окружающий нас мир, поэтому в рамках одной книги невозможно систематически полно изложить все ее аспекты, направления, результаты и приложения. Однако, с нашей точки зрения, представляется возможным свести воедино фундаментальные основы этой науки (главы Тензорный анализ и Механика сплошной среды) и ее основные классические приложения (главы Теория упругости и Механика жидкости и газа), показать связь МСС с современными направлениями развития познания человеком мира живой материи (глава Биологическая механика сплошной среды) и кратко изложить их в предлагаемом 1дгрсе МСС. [c.12]

Область применения теории разрывного движения жидкости ограничивается почти исключительно двухмерными течениями. В случае пространственных течений, когда вместо теории функций комплексного переменного приходится по.1ьзоваться теорией потенциала, значительные трудности возникают даже при рассмотрении течений, симметричных относительно оси вращения. Подробные указания на соответствующую литературу можно найти в статье Яффе [c.129]

Одноразмерное, двухразмерное и трехразмерн ае течение. Существуют течения, состояние которых меняется, главным образом, вдоль некоторой линии, в то время как в направлении, перпендикулярном к этой линии, оно в существенном остается неизменным такие течения (потоки) называются одноразмерными (пример движение жидкости в трубе). В большинстве весьма важных технических задач, составляющих предмет гидравлики, течение жидкости может рассматриваться как одноразмерное. В других же случаях Течение происходит так, что картина потока одна и та же во всех параллельных плоскостях примером может служить обтекание цилиндрического тела, бесконечно длинного в направлении оси или же ограниченного с боков плоскими стенками, между которыми жидкость протекает. Изучение таких двухразмерных, или плоских, потоков гораздо легче, чем изучение потоков трехразмерных, или пространственных. [c.403]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...