Слайд 2План урока:
1 Понятие о живом сечении, средней и истиной скорости,
расходе. Смоченный периметр и гидравлический радиус.
2 Движение равномерное, установившееся и
неустановившееся, напорное и безнапорное.
3 Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости.
4 Связь между средней и максимальной скоростью. Опыты Рейнольдса. Границы существования ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости.
Слайд 3Гидродинамика — раздел гидравлики, изучающий законы движения жидкости, а также
взаимодействия между жидкостью и твердыми телами при их относительном движении.
Слайд 5Поток и его гидравлические элементы:
Поток жидкости - это непрерывная масса
частиц жидкости, движущаяся в определенном направлении.
Слайд 6 Живое сечение потока (м², мм2, см2) - это площадь
поперечного сечения потока, перпендикулярная к направлению течения.
Рисунок 1 -
Живые сечения:
а - трубы, б – клапана
Слайд 7Смоченный периметр χ ("хи") - часть периметра живого сечения, ограниченная
твердыми стенками (выделен утолщенной линией).
Слайд 8Смоченный периметр
Для круглой трубы
если угол в радианах,
или
Слайд 9Гидравлический радиус потока R - отношение живого сечения к смоченному
периметру .
Слайд 10Эквивалентный диаметр dэ – равен четырем гидравлическим радиусам
dэ = 4R
Для
круглых труб:
R = d/4, dэ= d
Слайд 12Расход потока Q - объем жидкости V, протекающей за единицу
времени t через живое сечение ω.
Слайд 13Средняя скорость потока υ - скорость движения жидкости, определяющаяся отношением
расхода жидкости Q к площади живого сечения ω
Слайд 142 Движение равномерное, установившееся и неустановившееся, напорное и безнапорное
Слайд 161Установившееся движение-это движение при котором скорость и давление в любой
точке пространства, занятого жидкостью не изменяется с течением времени. (Движение
жидкости в трубе, создаваемое насосом, при постоянном числе оборотов рабочего колеса).
Слайд 172 Неустановившееся движение-это движение, при котором скорость и давление в
любой точке пространства, занятого жидкостью изменяется с течением времени.(Движение жидкости
в трубе, создаваемого поршневым насосом).
Слайд 183 Равномерное движение жидкости – установившееся движение, при котором живые
сечения и средняя скорость потока не изменяются по его длине
(движение жидкости в цилиндрической трубе).
4 Неравномерное движение –установившееся движение, при котором живые сечения и средняя скорость потока изменяется по его длине
(движение жидкости в суживающейся или расширяющейся трубе).
Слайд 195 Линия тока (применяется при неустановившемся движении) это кривая, в
каждой точке которой вектор скорости в данный момент времени направлены
по касательной.
Слайд 20Трубка тока - трубчатая поверхность, образуемая линиями тока с бесконечно
малым поперечным сечением.
Часть потока, заключенная внутри трубки тока называется
элементарной струйкой.
Слайд 21Напорное течение наблюдается в закрытых руслах без свободной поверхности. Напорное
течение наблюдается в трубопроводах с повышенным (пониженным давлением).
Слайд 22Безнапорное - течение со свободной поверхностью, которое наблюдается в открытых
руслах (реки, открытые каналы, лотки и т.п.).
Слайд 233 Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости
Слайд 24Имеют место два различных по своему характеру режима движения
Ламинарный режим
движения жидкости
турбулентный режим движения жидкости
Слайд 25При ламинарном режиме жидкость движется слоями без поперечного перемешивания, причем
пульсации скорости и давления отсутствуют.
При ламинарном течении в трубе
все линии тока направлены параллельно оси трубы. Ламинарное течение является упорядоченным при постоянном напоре строго установившегося течения. Ламинарный режим наблюдается преимущественно при движении вязких жидкостей (нефти, смазочных масел и т.п.), и менее вязких жидкостей при их течении с небольшими скоростями.
Слайд 26При турбулентном режиме слоистость нарушается, движение жидкости сопровождается перемешиванием и
пульсациями скорости и давления.
Движение отдельных частиц оказывается хаотичным, беспорядочным.
Наряду с осевым перемещением наблюдается вращательное и поперечное перемещение отдельных объемов жидкости. Этим и объясняются пульсации скоростей и давления.
Слайд 27Критерием для определения режима движения является безразмерное число Рейнольдса. Для
труб круглого сечения число Рейнольдса определяется по формуле:
Re = υ·d/ν;
где υ —
средняя скорость жидкости;
d — диаметр трубы;
ν — кинематический коэффициент вязкости жидкости.
Слайд 28При малой скорости потока в гладкой трубе (число Рейнольдса Re
< 2300) режим движения жидкости ламинарный, а при высокой скорости
(Re > 10000) – турбулентный
Слайд 29В диапазоне от Re < 2300 до Re > 10000
режим переходный от ламинарного к турбулентному
Во всех случаях, даже
когда поток в трубе турбулентный, в узком пристенном слое течение ламинарное
