Ускорение движения жидкости и газа

Ускорение движения жидкости и газа [c.74]

При описании движения жидкости и газа можно было бы, как это делается, например, в механике системы материальных точек, следить за движением каждой отдельной частицы жидкости, изучать ее траекторию, скорость и ускорение. Представление о траектории отдельных частиц жидкости мы могли бы получить, отмечая каким- [c.520]

Конвективное ускорение возможно только при движении жидкости и газов. [c.37]

Поскольку законы механики (второй закон Ньютона, закон количества движения и т. п.) сформулированы применительно к материальным телам, каковыми в механике жидкости и газа являются жидкие частицы и их конечные совокупности, то необходимо уметь, пользуясь методом Эйлера, выражать ускорения а жидких частиц. В соответствии с физическим смыслом оно определяется полной производной вектора скорости по времени [c.29]

Схема кольцевого подъемного течения в вертикальной трубе дана на рис. 7.17. Такое течение можно рассматривать как раздельное движение потоков жидкости и газа (пара), для каждого из которых справедливо уравнение сохранения импульса (7.26). В адиабатных условиях в канале постоянного сечения отсутствуют потери давления, связанные с ускорением потока. На межфазной границе действует касательное напряжение, направленное противоположно в газовой и жидкой фазах. Форма межфазной поверхности — цилиндр диаметром d = d -28, где 5 — средняя толщина жидкой пленки. [c.327]

НЕСТАЦИОНАРНОЕ ДВИЖЕНИЕ жидкости или газа — движение жидкости или газа, к-рое характеризуется переменностью во времени полей скорости и давления (наз. также неустановившимся движением). Н. д. возникает при ускоренном или замедленном движении тела сквозь покоящуюся жидкость, при распространении волн, при движении поршня в трубе, заполненной газом, в области отрывных, донных и струйных течений и др. [c.337]

В дальнейшем фундам, исследования в Э. переместились в квантовую релятивистскую область, В частности, только квантовая Э. объяснила устойчивость вещества, ибо по законам классич. Э. ускоренно движущиеся электроны в ато.мах должны были бы непрерывно растрачивать энергию ка излучение и в конце концов упасть на ядра. Вместе с тем при учёте квантового характера движения нерелятивистских заряж. частиц, составляющих материальные тела, законы классич. Э., описывающие взаимодействие этих частиц посредством классич. полей, позволяют объяснить подавляющую часть происходящих вокруг нас явлений. Сюда относятся не только электрич,, магн. и оптич. свойства твёрдых тел, жидкостей и газов, но и их др. макроскопич. характеристики (упругость, теплопроводность, поверхностное трение, вязкость и т, д.). [c.519]

Линии и трубки тока. Движение жидкости (или газа) можно в принципе описать, задавая движение каждой ее частицы. Однако такой метод практически неосуществим. Поэтому нужно ввести новые понятия и новые физические величины, которые бы характеризовали движение жидкости в целом, подобно тому как характеризуют вращение твердого тела угловая скорость и угловое ускорение. [c.269]

При установившемся течении, частицы жидкости или газа находятся под действием сил давления, обусловленных внешним механическим воздействием и создающих вынужденное движение потока, вязкостных сил, возникающих в результате внутреннего трения и массовых сил, возникающих в результате воздействия силового поля на движущуюся жидкость. Воздействие массовых сил на поток также сопровождается возникновением сил давления. Инерционные массовые силы возникают при криволинейном движении теплоносителя, а также при ускоренном или вращательном движении системы, в которой имеются потоки жидкости. Гравитационные массовые силы возникают в результате воздействия на жидкость ускорения силы тяжести. [c.342]

Потом под ролик подходит участок профиля d с уменьшающимися радиусами-векторами, отчего расстояние ОА начинает убывать и клапан опускается.Чтобы при этом движении вниз предохранить ролик от отставания от профиля кулачка, ставится и собственный вес клапана должны преодолеть силы трения и случайные заедания в сальнике шпинделя 3, неуравновешенное действие газов или жидкости на тарелку клапана и силу инерции звена 3, направленную вверх, при ускоренном движении клапана вниз, т. е. стремящуюся оторвать ролик от профиля кулачка. Пружина должна выполнять свое назначение и в период замедленного движения клапана вверх, когда сила инерции толкателя тоже направлена вверх и, следовательно, также стремится оторвать ролик от профиля кулачка. [c.295]

При взаимодействии потоков жидкостей разной плотности на их поверхности возникают волны и при определенном значении относительной скорости наступает потеря устойчивости системы [Л. 2]. На это явление накладывается трение, приводящее к ускорению жидкости потоком газа при их параллельном спутном течении, а при встречном движении — к замедлению, а затем и обращению течения. При этом, по достижении определенных скоростей, начинается интенсивный унос жидкости потоком газа. [c.316]

Интенсивность кавитационного изнашивания возрастает с повышением скорости потока жидкости. При завихрении сплошной поток жидкости разрывается из-за локального уменьшения давления и в нем образуются парогазовые полости в виде пузырей или полос размером порядка десятых долей миллиметра. За 0,002 с кавитационный пузырек может вырасти до 6 мм в диаметре и разрушиться за 0,001 с. В течение 1 с на площади в 1 см могут образоваться и разрушиться более 30 млн. таких пузырьков. Исчезновение (захлопывание) пузырьков происходит в зонах повышения давления, которое сопровождается конденсацией паров и растворением газов. Движение жидкости с большим ускорением в полость исчезающего пузырька создает гидравлические удары. Кавитационные явления вызывают вибрации работающих поверхностей. [c.23]

Если исключить релятивистские и квантовые эффекты, то любое движение жидкости должно удовлетворять принципу сохранения массы. Более детальное обсуждение этого вопроса требует, чтобы мы разграничили гомогенные и негомогенные жидкости. Гомогенной, или однородной, жидкостью является такая, которая одинакова во всей интересующей нас области, т. е. представлена средой одного вида. Например, воздух можно подвергнуть изменениям плотности, скорости, температуры, но он остается той же самой средой, т. е. стабильной смесью газов, которую называют воздухом. Подобным же образом вода, бензол или ртуть могут быть сжаты, нагреты, их можно заставить двигаться с ускорением, но если только не происходит фазовых превращений, эти жидкости могут рассматриваться как гомогенные. [c.62]

Здесь и — энергия теплового хаотического движения частиц в газе или жидкости, называемая внутренней энергией g — ускорение свободного падения 2 — высота [c.14]

Разложение ускорения на локальную и конвективную части может быть обобщено и на определение индивидуальной (субстанциональной) производной от некоторой скалярной, векторной или тензорной величины, связанной с индивидуальным движением жидкой частицы. Пусть, например, каждому положению частицы жидкости или газа в пространстве в определенный момент времени приписывается некоторая величина э (например, температура частицы, плотность), тогда совокупность значений величины ( образует некоторое поле, и при движении жидкой частицы величина будет изменяться как в силу нестационарности поля локальное изменение ), так и вследствие перемещения частицы с течением времени из одного пункта поля в другой конвективное изменение ). Полная индивидуальная производная по времени от величины <р будет складываться из локальной производной dконвективной производной, равной [ср. с (37)] [c.55]

Внутри пограничного слоя влияние вязкости проявляется в том, что скорость, параллельная поверхности стенки, изменяется вдоль направления, перпендикулярного стенке, т. е. существует градиент скорости ди ду и — составляющая скорости, параллельная стенке, у — расстояние по нормали к стенке). За исключением разреженного газа, скорость потока на стенке равна нулю и с возрастанием расстояния у скорость и постепенно растет, достигая в конце концов величины — скорости невязкого течения на внешней границе пограничного слоя. По сравнению с основным потоком замедленное течение в пограничном слое подвержено относительно большему отрицательному ускорению вследствие этого количество движения жидкости вблизи стенки мало и ее способность к движению в направлении возрастания давления оказывается ограниченной. Ниже по течению это количество движения и энергия вдоль поверхности стенки затрачиваются на преодоление возрастания давления и трения, и, наконец, частицы жидкости останавливаются. Замедляющийся основной поток не в состоянии сообщить достаточную энергию жидкости в погранич- [c.17]

Турбулентными называют беспорядочные неустановившиеся движения жидкости (газа), налагающиеся на основное движение среды, которое можно представить себе как некоторое статистически среднее движение. При турбулентном режиме течения гидродинамические и термодинамические характеристики жидкости (скорость, температура, давление, массовая плотность, концентрации химических компонентов, показатель преломления среды и т.д.) испытывают хаотические пульсации и потому изменяются от точки к точке и во времени нерегулярно. Благодаря образованию многочисленных вихрей различных размеров, турбулентные течения обладают повышенной способностью к переносу количества движения, энергии и массы элементарных жидких объемов, что приводит, как к увеличенному силовому воздействию на обтекаемые твердые тела, так и к интенсивным теплообмену и перемешиванию между слоями, к ускоренному протеканию химических реакций и т.п. Такие режимы движения жидкости возникают при потере устойчивости упорядоченного ламинарного движения, когда безразмерное число Рейнольдса Ке - VI / у (где V, Ь - характерные скорость и линейный масштаб течения, V - кинематическая вязкость) превосходит некоторое критическое значение. В более общем смысле турбулентность служит [c.10]

Физически ясно появление критерия подобия Аг и зависимости от него величины теплопередачи при кипении. Пузырьки газа увеличиваются при движении их к поверхности нод действием выталкивающей силы в соответствии с законом Архимеда. Эта сила зависит от разности плотностей жидкости и пара, от величины пузырька с газом и от величины ускорения силы тяжести. Очевидно, на движение пузырька в реальной жидкости окажет влияние ее вязкость, характеризуемая коэффициентом кинематической вязкости V. Можно, следовательно, утверждать, что если в двух различных испарительных системах с разными жидкостями критерии 1 [c.16]

Рассмотрим движение идеальной сплошной среды (жидкости или газа), вязкость и теплопроводность в которой отсутствуют. Закон Ньютона для сплошной среды — произведение массы единицы объема среды на ее ускорение равно действующей силе — в координатах неподвижного пространства (координаты Эйлера) запишется в виде [c.9]

Инерция рабочих сред проявляется при ускорении или при замедлении их движения. Мерой инерции рабочих сред, как известно, служит масса — одна из важнейших характеристик, с которой приходится иметь дело при изучении движения любых тел. Отношение массы тела к его объему определяет плотность тела. Для жидкости или газа, сплошь заполняющих пространство, плотность р есть функция координат точки этого пространства и определяется пре- [c.174]

Как показано в работах [29, 30, 40], значения и можно определить при численном решении уравнений динамики кавитационной полости на аналоговых машинах и ЭВМ. В указанных работах установлено, что учет сжимаемости жидкости и диффузии газа в процессе роста и захлопывания кавитационной полости не позволяет определить значения так как на последней стадии захлопывания значения скорости Й и ускорения Й движения стенки пузырька достигают громадных величин, не поддающихся вычислению даже на ЭВМ. [c.183]

Учитывая, что в методе Эйлера описание движения отличается от принятого в теоретической механике, существуют некоторые отличия в определении ускорения, которое входит во второй закон Ньютона. В это уравнение входит ускорение материальной точки, которое для сплошной среды определяется, как и в теоретической механике, второй производной пути по времени только при использовании метода Лагранжа. В случае метода Эйлера ускорение, а также другие гидромеханические величины, которые меняются вместе с движением объёма жидкости, выражаются через специальный вид производной, которая определённым образом связана с полем скорости (3.2.2). Вместе с тем эта производная должна быть связана с движением частиц жидкости или газа (субстанции). Такую производную называют полной или субстанциальной. [c.27]

Движение жидкостей и газов можно изучать двумя методами. В первол из них прослеживают двияге ние отдельных частиц жидкости в пространстве со временем и определяют кинематические характеристики их движения (перемещение, скорость, ускорение). Зная кинематические характеристики различных частиц жидкости, можно составить представление о движении конечных объемов жидкости способ Лагранжа). Но можно поступить иначе — сле-дитг> ие за частицами жидкости, а за отде.чьнымм неподвижными точками пространства, определяя скорости проходящих через них частиц жидкости (способ Эйлера). [c.134]

В настоящее время при макроскопическом выводе уравнений движения жидкости выделяется элементарный объем, к которому приложены поверхностные и объемные силы, и используется второй закон Ньютона для вычисления его ускорения. При этом в основе системы аксиом Ньютона лежит базисный эксперимент но соударению двух точечных масс, моделирующийся упругим соударением двух шаров [19]. Для жидкостей и газов такого базисного эксперимента нет. Хотя сам И.Ньютон в работе Математические начала натуральной философии отмечал Жидкость есть такое тело, коего части уступают всякой как бы то ни было приложенной силе и, уступая, свободно движутся друг относительно друга , уравнения движения жидкости и газа, в основу которых положены законы сохранения Ньютона, позволили в значительной степени изучить многие явления природы, достичь технического прогресса и, что немаловажно, дать толчок в развитии многих важных разделов математики. [c.6]

ФРУДА ЧИСЛО — один из подобия критериев движения жидкости или газа, применяемых в случаях, когда существенно воздействие силы тяжести. Введено У. Фрудом (W. Froude) в 1870. Ф. ч. характеризует соотношение между инерц. силой и силой тяжести, действующими на элементарный объём жидкости или газа, Ф. ч. Fr = v jgl, где V—скорость течения или скорость движущегося тела, g— ускорение свободного падения, /—характерный размер потока или тела. Условие подобия—равенство Ф. ч. для модели и для натурных объектов—применяют при моделировании движения кораблей, течений воды в открытых руслах, испытаниях моделей гидротехн, сооружений и др. [c.376]

Неоднородность полей скорости и температуры вызывает в жидкости или газе конвективные ускорения, которые сопровождаются проявлением инерционных сил. Соотношение между силами внутреннего трения 41 инерционными силами определяет режим движения жидкости или газа. При лам.инарном движении силы внутреннего трения превалируют над инерционными силами, а при турбулентном движении — наоборот. Для установления характеристик течения, таких как трение и теплообмен, приходится пользоваться законами механики и термодина.мики. [c.7]

ФРУДА ЧИСЛО (по имени англ. учёного У. Фруда), один из подобия критериев движения жидкостей или газов, применяемых в случаях, когда существенно воздействие силы тяжести (в гидроаэромеханике, напр., ири движении ТВ. тел в воде и др., в динамич. метеорологии ). Ф. ч. характеризует соотношение между инерц. силой и силой тяжести, действующими на элементарный объём жидкости или газа. Ф. ч. Fr=v gl, где v — скорость течения или скорость движущегося тела, g — ускорение силы тяжести, [c.833]

Влияние колебаний на движение мелких пузырей газа в жидкости изучалось в работе [57]. В зависимости от величины ускорения и частоты колебаний пузырь может погрузиться, вместо того чтобы всп.лыть под действием подъемной силы. Розенберг [653] изучал движение очень ме.лких пузырей в ультразвуковом поле. В работе [406] исс.ледовался процесс сх.лопывания пузырей. [c.264]

При взаимодействии потоков жидкостей различной плотности на поверхности раздела возникают волны. На это явление накладывается трение, иривод5идее к ускорению жидкости потоком пара при их параллельном спутном движении, а при встречном течении — к замедлению, а затем и к обращению течения. По достижении определенной скорости начинается интенсивный срыв и унос жидкости потоком газа или пара (рис. 4-15). Капли жидкости срываются с гребней и следуют с потоком газа или осаждаются на пленку. Если конденсат занимает значительную часть проходного сечения для случая конденсации в трубе, а скорость нара еще велика, возможно обра-гование и последующее разрушение жидких пробок. [c.101]

Основные понятия и методы механики. Осн. кинема-тич, мерами движевия в М. являются для точки — её скорость и ускорение, для твёрдого тела — скорость Я ускорение поступит, движения и угл. скорость и угл. ускорение вращат. движения. Кинематич. состояние деформируемого твёрдого тела характеризуется относят. удлинениями и сдвигами его частиц совокупность МЕХ величин определяет т. н. тензор деформаций. Для Яндкостей и газов кинематич. состояние характеризуется тензором скоростей деформаций при изучении воля скоростей движущейся жидкости пользуются также понятием вихря, характеризующего вращение адстицы. [c.127]

Турбулентные течения отличаются от ламинарных гораздо большей способностью к переносу количества движения, тепла, пассивных примесей, взвешенных в потоке частиц поэтому они характеризуются повышенным воздействием на обтекаемые жидкостью твердые тела и ускоренным распрвстранением химических реакций (в частности, горения). Благодаря наличию внутренних неоднородностей турбулентные течения способны рассеивать проходящие сквозь жидкость или газ звуковые и электромагнитные волны и вызывать флуктуации их амплитуд и фаз. По этим причинам знание закономерностей турбулентных движений оказывается необходимым во многих отраслях науки и техники — в метеорологии, океанологии, гидрологии, астрофизике, прикладной гидр о аэродинамике, гидравлике, технике радиосвязи, гидроакустике, баллистике и т. д. [c.461]

МАХОВОЕ КОЛЕСО, маховик, свя-ванная с вращающимся валом машины деталь, имеющая форму тела вращения, задача к-рой— аккумулирование кинетич. энергии в периоды ускорения движения и отдача ее в периоды замедления специальной целью устройства М. к. является повышение равномерности вращения машины, реже (напр, в винтовых прессах) аккумулированная энергия используется непосредственно. М. к. со времен Уатта составляет почти неотъемлемую принадлежность поршневых двигателей, в к-рых оно слушит для достижения равномерного вращения и для преодоления мертвых точек исключение представляют нек-рые специальные конструкции безма-ховиковых насосов для жидкостей (насосы Вортингтона, донки, камероны) и для газов (паровозные компрессоры Ве-стингауза). Многие рабочие машины, машины-орудия с периодически переменным сопротивлением на коренном валу также снабжаются М. к., к-рое накопляет кинетич. энергию в периоды, когда затрата работы незначительна, а затем отдает накопленный запас в периоды совершения значительной полезной работы это позволяет рассчитывать двигатель или трансмиссию по средней передаваемой мощности примеры — дыропробивные прессы, прокатные станы, ножницы и пр. [c.292]

В свободном неоднородном звуковом поле в отсутствие препятствий и границ радиационные силы вызывают движение газа и жидкости. Импульс волны, передаваемый за счет поглощения звука в среде, идет на образование течения. В начальной стадии после включения звука происходит ускорение среды, приводящее к установлению стационарного движения газа или жидкости. Это движение называют акустическим течением или акустическим ветром. На рис 5.3 показан характер акустического течения на частотах ультразвукового диапазона (несколько МГц). Такое течение принято называть эккартовским, поскольку его теория была развита Эккар-том 120]. Как видно из рисунка, излучающая пьезоэлектрическая пластинка занимает только частьповерхности кюветы, заполненной жидкостью. При включении звука жидкость в сосуде начинает приходить в движение. Его нетрудно наблюдать, если поместить в жидкость немного алюминиевого порошка и сбоку осветить жидкость через прозрачную стенку кюветы. По прошествии некоторого времени движение жидкости устанавливается и имеет вид течения с противотоком. Такое акустическое течение было бы невозможно, если бы пьезопластинка закрывала всю левую поверхность кюветы (или трубы), так как тогда не было бы противотока жидкости и не выполнялся бы закон сохранения массы. Однако, вообще говоря, в случае неоднородного распределения амплитуды по фронту волны незначительное акустическое течение в принципе возможно, а вблизи стенок, в пограничном слое, оно возникает и в случае однородного по фронту звукового поля (см. ниже). Из рис. 5.3 следует, что масштаб вихрей эккартовского течения порядка объема кюветы и он существенно больше длины звуковой волны X радиус ультразвукового пучка также значительно больше X. [c.135]

Как и в гл. 4 части 1, мы будем предполагать, что температурные неоднородности малы по сравнению со средней температурой среды 7"= Го ) и что движение среды определяется системой уравнений свободной конвекции (приведенной в п. 1.5 части 1). От обычных уравнений гидромеханики температурно-однородной среды уравнения свободной конвекции отличаются, как известно, только наличием в правой части уравнения для вертикальной скорости дополнительного слагаемого, описывающего архимедовы ускорения и имеющего вид — РУ, где Т =Т—— пульсация температуры, g — ускорение силы тяжести, а — коэффициент теплового расширения (который мы для определенности будем считать равным 1/То, что соответствует случаю идеального газа). Наличие этого дополнительного слагаемого приводит к двум важным следствиям. Во-первых, вертикальное направление оказывается выделенным, причем, поскольку архимедовы ускорения проявляются в движениях всех масштабов, можио подозревать, что движения всех масштабов будут анизотропными. Во-вторых, к числу размерных параметров, характеризующих движения жидкости, добавляется параметр gfi = g/To (размерности где L, Т к 0 — размерности длины, времени и тем- [c.355]

Газовая ди.намика — изучает движение газов при су-щесгвенно м изменении их плотности. Основная особенность газодинамического процесса — неразрывная связь одновременно проте-каюш,их механического процесса движения газа (главным образом его ускорения или торможения) и термодинамического процесса его расширения или сжатия. Поэтому для анализа и расчета газодинамических процессов используются законы механики и термодинамики и изменение параметров состояния газа может изображаться в pv, Тз, 8 координатах. Последнее помогает глубже усво ить их физическую сущность и упрощает расчеты. Несмотря нр общ.но ть основных физических законов, которым подчиняется движение любых жидкостей, процессы движения сжимаемой жидкости сложнее процессов движения несжимаемой и отличаются от них не только качественно, но часто и количественно. Например, при течении несжимаемой жидкости по расширяющемуся каналу скорость ее движения всегда уменьшается. При течении газа по расширяющемуся каналу, в зависимости от условий, скорость может и уменьшаться и увеличиваться и не изменяться. Как показывают теория и опыт, плотность существенно изменяется при движении газа С большими скоростями — большими 30. ..40% от скорости распространения звука в этом газе а также при подводе к газу или отводе от него тепла и механической работы. [c.5]

ЛАГРАНЖА УРАВНЕНИЯ, 1) в гидромеханике — ур-ния движения жидкости (газа) в переменных Лагранжа, к-рыми являются координаты ч-ц среды. Получены франц. учёным Ж. Лагранжей (J. Lagrange ок. 1780). Из Л. у. определяется закон движения ч-ц среды в виде зависимостей координат от времени, а по ним находятся траектории, скорости и ускорения ч-ц. Обычно этот путь исследования оказывается достаточно сложным, и при решении большинства гидроме-ханич. задач используют Эйлера урав- [c.336]

Основные понятия и методы механики. Осн. кинематич. мерами движения в М. являются для точки — её скорость и ускорение, а для тв. тела — скорость и ускорение поступат. движения и угловая скорость и угловое ускорение вращат. движения. Кинематич. состояние деформируемого ТВ. тела характеризуется относит. удлинениями и сдвигами его ч-ц совокупность этих величин определяет т. н. тензор деформаций. Для жидкостей п газов кинематич. состояние характеризуется тензором скоростей деформаций при изучении поля скоростей движущейся жидкости пользуются также понятием вихря, характеризующего вращение ч-цы. [c.415]

Пусть из резервуара бесконечной вместимости происходит истечение упругой жидкости через суживающееся сопло (или отверстие) во внешнюю среду, давление в резервуаре обозначим р- . Примем, что вначале внешнее давление раврю также р , т. е. р = 1, в этом случае истечения не будет. Понизим давление в окружаюи1ей среде до р (понижение давления для наглядности дальнейших объяснений примем происходяш,им скачкообразно). Понижение давления, являясь местным возмущением, вызовет волну разрежения, распространяющуюся со скоростью звука во все стороны. В связи с этим в устье сопла установится давление р. Под действием разности давлений рх — р частицы упругой жидкости начнут вытекать из резервуара. Причиной истечения, т. е. движения частиц рабочего тела, является сила, пропорциональная указанной разности давлений. Под действием этой силы частицы газа приобретают ускорение, определяющее скорость истечения. Ясно, что при последующих понижениях давления сила, действующая на частицы газа, будет возрастать, а скорость истечения и массовыГ расход — увеличиваться. Понижая внешнее давление, можно, наконец, довести его до р = P pf, тогда скорость истечения и массовый расход достигнут значент" w,, и /)г,Понизим внешнее давление до р", меньшего, чем давление р . Волна разрежения, вызванная понижением давления до р и распространяющаяся со скоростью звука, уже не сможет изменить давление в устье насадки, так как среда вытекает из резервуара навстречу волне разрежения с той же местной скоростью звука, равной [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...