Виды движения жидкости и основные характеристики движения

ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ жидкости и ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИЖЕНИЯ [c.23]

При изучении динамического поведения жидкостей мы обычно рассматриваем некоторые аспекты явлений переноса, а именно способность жидкостей в своем движении переносить присущие им материальные характеристики и физические свойства от точки к точке пространства, и механизм, посредством которого эти характеристики и свойства распространяются и переносятся в жидкой среде. Основными явлениями переноса, которые связаны с движением жидкости, являются перенос массы, тепла и импульса (количества движения). Каждый из этих процессов в свою очередь связан с тем или иным фундаментальным законом физики, который сформулирован на основании наблюдений и опыта. Связь этих процессов и законов может быть представлена в следующем виде. [c.61]

Возвращаясь теперь к историческому изложению основных этапов развития теории турбулентности, упомянем прежде всего интересную работу Джеффри Тэйлора (1921) о турбулентной диффузии, в которой впервые выявилась важная роль корреляционных функций (т. е. смешанных вторых моментов) поля скорости (правда, не для обычной эйлеровой скорости течения в фиксированной точке, а для более сложной лагранжевой скорости фиксированной жидкой частицы). Однако в общем виде идея о том, что корреляционные функции и другие статистические моменты гидродинамических полей должны быть признаны основными характеристиками турбулентного движения, была впервые высказана Л. В. Келлером и А. А. Фридманом (1924), предложившими общий метод построения (с помощью уравнений движения реальной жидкости) дифференциальных уравнений для моментов произвольного порядка гидродинамических полей турбулентных течений. Определение всех таких моментов при некоторых общих предположениях эквивалентно определению соответствующего распределения вероятности в функциональном пространстве P(d o) или Pt d(u), т. е. решению, проблемы турбулентности. Поэтому полная бесконечная система уравнений Фридмана — Келлера [c.17]

Заключение. Раньше чем дать решение какой-нибудь частной проблемы движения жидкостей в пористой среде, следует разработать общую формулировку гидродинамики рассматриваемого течения. Любое такое исследование можно представить себе как формулировку в новой редакции хорошо известных основных определений и закономерностей механики, выраженных гидродинамическими значениями так, чтобы их можно было приложить к течению жидкостей. Это требует раньше всего, чтобы течение полностью подчинялось закону сохранения материи. Поэтому оно должно удовлетворять уравнению неразрывности [(1), гл. III, п. 1], которое является аналитическим утверждением закона сохранения материи. После этого необходимо определить термодинамическую природу интересующей нас жидкости и режим течения. Природа жидкости в общем виде может быть представлена зависимостью между давлением, плотностью и температурой его [уравнение (3), гл. Ill, п. 1], которое является уравнением состояния жидкости. Постоянство плотности в уравнении состояния характеризует собой несжимаемую жидкость. Так, закон Бойля может быть принят в. качестве уравнения состояния для течения идеального газа. Термодинамический режим течения может быть охарактеризован аналогичным путем зависимостью между давлением, плотностью и температурой. Так, температура потока постоянна при изотермическом режиме и изменяется от известного показателя степени плотности для адиабатического режима. Наконец, необходимо установить динамические связи жидкости с градиентом давления и внешними силами. В основном это дается гидродинамическим подтверждением первого закона движения Ньютона. Из всех характеристик течения, требуемых формулировками, эта характеристика является наиболее специфичней. В то время как все жидкости должны удовлетворять уравнению неразрывности, и большие группы их могут контролироваться единичным уравнением состояния, одна и та же жидкость может иметь различные динамические характеристики в зависимости от условий, при которых происходит движение, и среды, в которой поток движется. [c.125]

Основными составляющими компонентами лобового сопротивления является сопротивление трения и сопротивление давления. Сопротивление трения находят как проекцию равнодействующей касательных к поверхности тела сил на направление движения, оно обусловлено вязкостью жидкости. Сопротивление давления находят как проекцию на направление движения равнодействующей сил давления на поверхность тела. Помимо сопротивления трения и сопротивления давлению на практике учитывают еще и другие составляющие лобового сопротивления (например, волновое сопротивление). Для характеристики различных видов лобового сопротивления применяют термины коэффициент сопротивления трения , коэффициент сопротивления движения и т. п. [c.128]

Для характеристики основных особенностей соответствующего сферически симметричного движения среды предположим теперь, что в точке г = О безграничной массы жидкости имеется источник, который действует некоторый малый промежуток времени т. Зависимость расхода этого источника Q (а ) от времени I имеет вид, изображенный на рис. 80, расход отличен от нуля только при о I т. [c.214]

Идея о том, что теоретико-вероятностные моменты гидродинамических полей (1.1) должны быть признаны основными характеристиками турбулентного движения, т. е. фактически формулировка проблемы турбулент-вости в терминах моментов, была высказана впервые советскими учеными А. А. Фридманом и Л. В. Келлером. В их совместном докладе на Первом междунардном конгрессе по прикладной механике в Делфте (Л. В. Келлер и А. А. Фридман, 1924 см. также более подробное изложение в статье Л. В. Келлера, 1925) была предложена обширная программа объединения статистических и динамических методов исследования турбулентных течений, опирающегося на рассмотрение динамических эволюцяошных) уравнений для моментов (1.1). Эти динамические уравнения получаются, если составить производную по времени от момента (1.1) и подставить в нее выражения для производных по времени от отдельных гидродинамических величин, вытекающие из уравнений гидромеханики. Фридман и Келлер ограничились лишь уравнениями для вторых двухточечных моментов В и (Mi, М2), но при этом они рассмотрели сразу общий случай сжимаемой жидкости. В частном же случае вязкой несжимаемой жидкости динамические уравнения для и-точечного момента п-го порядка поля скорости ( 1 -7 М ) = Б . . . (Xi, 1,. . Хп, i ) (где теперь уже индексы /й пробегают лишь три значения 1,2 и 3, отвечающих трем компонентам скорости) при различных точках х , Хп ш различных моментах времени 1,. . ., имеют вид [c.464]

Таким образом, одна из начальных задач динамики гидро- и пневмосистем состоит в определении границ использования квазистационарных значений коэффициентов в уравнениях движения реальных рабочих сред. После получения таких границ, когда это необходимо, должны быть определены действительные значения коэффициентов. Указанная задача пока не имеет общего решения из-за недостаточности экспериментальных данных по характеристикам неустановившихся движений реальных сред и из-за сложности математического описания этих движений. При неустановившемся движении жидкостей и газов в трубах с помощью ряда допущений удается в достаточном для технических приложений виде получить расчетные зависимости, раскрывающие основные особенности неустановившихся потоков, и найти коррективы к квазистационар-ным значениям коэффициентов уравнений. Изучение этих особенностей помогает правильному пониманию происходящих в системах неустановившихся гидродинамических процессов, в связи с чем в некольких следующих параграфах они рассмотрены более подробно. [c.186]

Известно [1], что в силовых гидравлических системах в результате действия демпфирующих сил резонансные максимумы частотных характеристик при продольных колебаниях рабочей жидкости в магистралях существенно уменьшаются, начиная со второго. Рассмотрим одночастотный режим колебаний для случая основного разонанса, пренебрегая в первом приближении влиянием малых гармоник. Пользуясь решением (5) уравнения (4), а также имея в виду малость параметра е, будем считать, что формы колебаний для решения уравнения возмущенного движения с достаточной точностью определяются функциями sin Поэтому решение уравнения (2) с учетом равенств (6) будем искать в виде [c.292]

Различают случаи, когда выбор типов привода жестко предопределен каким-либо одним или несколькими решающими факторами и когда остается возможность анализировать и сопоставлять различные альтернативные варианты. И в том, и в другом случае на первых этапах принятия решений целесообразно обратиться к данным табл. 9.8.1, в которой приведены группа факторов, характеризующих приводы различных типов, в виде сравнительных оценок (+1 - наилучшая О - средняя -1 -наихудшая). Удельный показатель мощности fV или движущей силы (вращающего момента), приходящейся на единицу массы двигателя, - это характеристика массы и габаритов двигателя. Предел повышения W ограничен физическими свойствами двигателя. Для гид-ро- или пневмодвигателя величина определяется в основном давлением рабочей жидкости. В гидроприводах оно доходит обычно до 15 МПа, реже до 100 МПа, но может быть и выше этих пределов. Давление сжатого воздуха редко достигает 1 МПа и обычно не превышает 0,5...0,6 МПа. Лучшие значения Ждля гид-ро- и пневмоприводов (по сравнению с электроприводами) объясняются тем, что для превращения энергии рабочей жидкости в механическую работу достаточно образовать герметичную камеру (или несколько таких камер) с подвижной стенкой (поршнем, лопаткой, зубом шестерни и т.п.), перемещающейся под действием давления в камере и передающей движение на выходной орган двигателя. [c.559]

При универсальной электроизмерительной части расходомера основные метрологические и эксплуатационные свойства прибора определяются особенностями первичных преобразователей. Конструктивно скоростные тахометрические преобразователи выполняются либо с роторами в виде осевых или тангенциальных миниатюрных крыльчатых турбинок, либо со свободно вращающимися шариками (рис. 148). Прямолопастные осевые турбинки и шарики приводятся в движение с помощью предварительной закрутки потока в тангенциальных камерах или на неподвижных винтовых шнеках. Встречаются конструкции (обычно малых калибров), в которых создается предварительная закрутка потока [29]. В тангенциальных турбинных преобразователях ротор вращается вокруг оси, перекрещивающейся с осью потока лопасти турбинки выполняются в виде пластин или чашечек. Поток жидкости поступает на лопасти ротора через направляющий аппарат — одноструйный или многоструйный первый предпочтительнее при малых диаметрах трубопровода, второй — при средних и больших. В шариковых тахометрических преобразователях увлекаемый закрученным потоком жидкости шарик движется со скоростью, пропорциональной окружной скорости потока и, следовательно, его объемному расходу. Центробежные силы удерживают шарик на периферии камеры преобразователя и препятствуют уносу его потоком. Шариковые преобразователи уступают крыльчатым в точности [погрешность порядка (1,5—2,0)% ], имеют повышенные гидравлические потери и узкий диапазон линейности статической характеристики, но зато работоспособны при значительных загрязнениях потока. [c.352]

Твердые смазочные материалы, способные легко расщепляться под механическим воздействием, образовывать тонкую смазывающую пленку на поверхности трения или сопряженной поверхности во время скольжения, разделяющую трущиеся поверхности и обладающую низким коэффициентом трения, позволили разработать подшипники сухого трения. Действие пленки жидкого смазочного материала сводится к разделению трущихся поверхностей слоем жидкости и ослаблению силы сцепления между ними. Этими свойствами обладают и некоторые твердые материалы в виде порошков, пленок и брусков (карандашей). Разница между твердыми и жидкими смазочными материалами главным образом количественная, но резкой границы здесь нег. Так, твердые смазочные материалы в виде пленок и покрытий имеют коэффициенты трения порядка 0,05—0,15, т. е. близкие коэффициентам трения л идкостной и граничной смазок. Как следует из ГОСТ 23,002—78 жидкостная и твердая смазки относятся к видам смазок, при которых разделение поверхностей трення деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется соответственно жидким и твердым смазочными материалами. Однако по способам применения, отводу тепла и смазывающим свойствам жидкие смазочные материалы имеют преимущества перед твердыми и могут быть заменены твердыми только с ухудшением эксплуатационных характеристик. Это объясняется прежде всего меньшей долговечностью твердых смазывающих материалов из-за изнашивания. Их восстановление в процессе изнашивания либо невозможно, либо сопряжено с большими трудностями конструктивного и эксплуатационного свойства. Недостатком твердых смазывающих материалов является также затрудненный отвод тепла от смазываемых поверхностей, осуществляемый теплопроводностью. Поэтому нельзя говорить о том, что твердые смазочные материалы могут постепенно вытеснить жидкие и пластичные смазочные материалы. В основном при твердой смазке возможно расширение области использования узлов трения, например в вакууме, в коррозионных средах и т. п. Их применение в этих условиях обеспечивает существенную экономическую эффективность, а иногда является единственно возможным решением. [c.36]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...