Определение поверхностей уровня жидкости и свободных поверхностей

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ И СВОБОДНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ [c.32]

Определение уровней жидкости и свободных поверхностей 29 [c.29]

Определение истинной формы свободной поверхности, даже для) простейших систем, является весьма сложной задачей. Однако некоторые из свойств ее могут быть установлены на основании общих соображений. Быть может наиболее важным свойством свободной поверхности является то обстоятельство, что она всегда будет заканчиваться на поверхности стока поверх уровня поступающей жидкости, за исключением отдельных случаев, которые могут возникнуть, когда поверхности стока наклонены к горизонту менее 90°. Течение через участок поверхности стока между окончанием свободной поверхности и уровнем пб-ступающей жидкости будет представлять собой фильтрацию в область, свободную от пористой среды и жидкости. Эта область будет поэтому подвержена постоянному атмосферному давлению, но не будет представлять поверхности линии тока. Этот участок поверхности стока именуется поверхностью фильтрации . [c.319]

Последнее выражение (5.3) носит название формулы Торичелли по имени выдающегося итальянского физика, впервые установившего эту зависимость. Формула Торичелли тождественна с известной из теоретической механики формулой для определения скорости падения тела в пустоте с высоты Н. Таким образом, при истечении идеальной жидкости в атмосферу из отверстия в сосуде с постоянным уровнем и атмосферным давлением на свободной поверхности скорость истечения равна скорости падения твердого тела в пустоте при начальной скорости, равной нулю, с высоты, соответствующей напору жидкости над отверстием. [c.185]

На рис. 2-4 показано определение силы давления с помощью такой эпюры в случае двустороннего воздействия жидкости удельного веса у на стенку при различных высотах уровней Я, и по обе стороны стенки и одинаковом давлении на свободных поверхностях / и П. [c.37]

Рассмотрим случай истечения жидкости при переменном напоре, т. е. найдем решение задачи по определению времени, необходимого для опорожнения или наполнения непризматических и призматических резервуаров. Непризматическими резервуарами называют резервуары, сосуды с непостоянной площадью горизонтального сечения на уровне Я, например, водохранилища, пруды и другие водоемы, которые при изменении глубины воды Я имеют разную площадь свободной поверхности. Призматическими резервуарами называют резервуары с постоянным поперечным сечением на любом уровне Я. [c.66]

Машина трения МТ-3 предназначена для испытания образцов, имеющих торцовую форму. Подача среды к поверхности трения на машине МТЗ осуществляется так же, как и на машине Х2М. Среда заливается в ванну до определенного уровня. На рис. 5 приведена конструкция рабочего узла машины. Образцы на этой машине имеют следующие размеры 0 = 40 мм dnH = 30 мм, высота — 10 мм. Ось вращения образцов расположена вертикально. Верхний образец 1 может иметь различное число оборотов за счет сменных шкивов. Нижний образец 2 крепится в корпус 3. Корпус навертывается на вал 5 и вместе с ним свободно поворачивается и перемещается вертикально. Уровень жидкости в ванне в [c.210]

Экспериментальное определение затухания звука, распространяющегося в среде жидкость — газовые пузырьки, в принципе требует лишь относительных измерений интенсивности звука. Если расстояние между излучателем и приемником не меняется, а выходная мощность излучателя и чувствительность приемника остаются постоянными, то абсолютное значение ни одной из этих трех величин интереса не представляет, если только сохраняется условие малости амплитуд колебаний поверхности пузырьков. Затухание звука определяется просто как разность уровней на выходе приемника при отсутствии и при наличии в жидкости свободного газа. Однако чувствительность такого метода невысока, а использование больших расстояний между излучателем и приемником не всегда возможно. [c.402]

Искривления и ивмере-н и я скважин. Скважины вращательного Б. нередко искривляются. Основные причины искривления скважин чрезмерное давление на забой и пересечение буровой скважиной под острым углом пород различной твердости. Для предупреждения искривлений скважины следует вое время регулировать давление на долото по индикатору веса, применять сильные удлинители или длинные колонковые снаряды, употреблять стабилизаторы, предотвращающие сильные изгибы штанг у забоя. Т. к. правильное геологич. заключение о месторождении на основе данных Б. можно дать только в случае, если известно направление и наклон скважины, все глубокие скважины должны измеряться. Большинство приборов, измеряющих угол наклона скважины, работает на принципе горизонтальности уровня жидкости или на принципе отвеса. Угол наклона скважин малого диаметра чаще всего измеряют посредством плавиковой к-ты. При этом методе для фиксации уровня жидкости в скважине используется химич. действие плавиковой к-ты на стенки цилиндрич. стеклянного сосуда. Линия отпечатка в стеклянном сосуде свободной поверхности плавиковой к-ты служит для замера угла наклона скважины (фиг. 38). Для определения азимута скважины применяются приборы, оборудованные компасной стрелкой или жироскопом. Приборы с магнитной стрелкой очень просты, но могут применяться только в породах с правильным распределением магнитных масс и в скважинах, не закрепленных железными обсадными трубами. Жироскопич. приборы, производящие измерения с большой точностью, применимы только в скважинах диам. более 150 мм. [c.29]

СПАД, понижение уровня воды в открытых каналах или руслах, которое наблюдается при увеличении кинетич. энергии жидкости вдо.пь русла и представляет собою частный случай неравномерного движения жидкости в открытых каналах или руслах. Кривая линия свободной поверхности воды на продольном профиле реки или капала, получающаяся при спаде, носит название кривой С. Определение кривой спада и нахождение отметок точек свободной поверхности при С. имеет большое технич. значение. Ур-ие кривой С. в каждом данном случае м. б. получено из общего ур-ия неравномерного движения жидкости в открытых руслах, В дпфе-ренциальной форме это ур-ие имеет вид [c.297]

Эксперименты на песчаных моделях с трехразмерными гравитационными течениями. Теперь становится ясным, что в свете рассмотрения, проведенного в гл. VI, п. 17, уравнения (5) и (9) гл. VI, п. 17, базирующиеся на теории Дюпюи-Форхгеймера, дающие форму свободной поверхности и величину расхода при гравитационном радиальном течении, едва ли могут считаться в какой-либо степени справедливыми без прямого эмпирического или точного аналитического подтверждения. Однако эти уравнения были поставлены под сомнение только в 1927 г., когда Козени опубликовал свою первую попытку решить проблему течения прямыми методами потенциальной теории . Так, начав с уравнения Лапласа [(2), гл. VI, п. 1], он сделал попытку синтезировать решение, удовлетворяющее граничным условиям гравитационного течения с помощью элементарных решений того типа, который был применен нами для исследования проблемы несовершенных скважин [уравнение (7), гл. V, п. 3]. К сожалению, точные граничные условия не были приложены им к решению этой задачи. Так, расход через систему был принят соответствующим линии тока, входящей в колодец на уровне жидкости в последнем. Однако в колодце, как уже было отмечено, будет иметь место определенный разрыв непрерывности, так что свободная поверхность системы будет входить в колодец над уровнем жидкости в последнем, давая толчок к образованию поверхности фильтрации. Тогда решение будет состоять только из постоянных членов и ряда функций Ганкеля, и радиальные скорости на значительных расстояниях от колодца станут экспоненциально исчезающе малыми. Однако с физической стороны ясно, что в точках, удаленных от поверхности колодца, радиальные скорости должны асимптотически приближаться к соответствующим значениям в строго двухразмерном радиальном течении. Поэтому потенциальная функция в таких точках асимптотически приближается к логарифмическому изменению или содержит, очевидно, логарифмический член, как это имеет место, например, в уравнении (5), гл. VII, п. 20 (vide infra). Наконец, потенциальная функция Козени не обладает характеристикой, требуемой каждым точным решением проблемы гравитационного течения, а именно, чтобы наивысшая линия тока была линией тока свободной поверхности с потенциалом, пропорцио- [c.302]

Наконец, геометрическая форма свободной поверхности, которая предусматривается теорией Дюпюи-Форхгеймера, дает очень плохое приближение к истинному ее значению (фиг. 103). Это несоответствие является следствием полного пренебрежения этой теорией поверхности фильтрации на поверхности стока. В свете этих трудностей становится ясным, что успех теории Дюпюи-Форхгеймера, располагающей формулами, которые даются ею для определения величины расхода в практических целях и которые воспроизводят истинные значения величины расхода при линейном и радиальном гравитационных течениях, следует считать совершенной случайностью. Однако совершенно иной комплркс допущений, как это будет показано ниже, также приводит к идентичным формулам расхода. Эти допущения с физической стороны, повидимому, особенно соответствуют целям подсчета величины расхода при гравитационном течении. Несмотря на фундаментальное значение задачи радиального гравитационного течения в скважину, до 1927 г. не было предложено ничего нового, кроме применения упомянутой теории Дюпюи-Форхгеймера. Тогда же эта теория была впервые поставлена под сомнение и было предпринято решение рассматриваемой проблемы непосредственными методами теории потенциала. С точки зрения получения удовлетворительного математического решения, обладающего точностью, эти теоретические изыскания не имели успеха, но они послужили толчком к развитию экспериментального изучения проблемы. Наиболее поздняя из этих работ (гл. VI, п. 18), проделанная с песчаными моделями действительного течения, привела к следующему выводу свободная поверхность не следует теории Дюпюи-Форхгеймера. В частности, свободная поверхность заканчивалась совсем не на уровне стока жидкости, как это принимала последняя теория, выше а иа высоте порядка половины разности суммарного напора. Однако давление или распределение напора жидкости у основания системы можно выразить формулой, по виду идентичной с той, что дается теорией Дюпюи-Форхгеймера для геометрической формы свободной поверхности, а именно [c.328]

Методы определения расхода по разности уровней основаны на преобразовании потенциальной энергии положения уровня контролируемой среды в кинетическую энергию потока при постоянстве потенциальных энергий давления, обеспечиваемых наличием свободной, открытой в атмосферу поверхности. Метод примеггим для измерения расходов жидкостей, протекаюгцих по открытым лоткам и каналам. [c.109]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...