Разделы презентаций


Гидродинамика

Содержание

Гидравлические элементы потока Линия тока – кривая, проведенная внутри потока так, что в данный момент времени векторы скорости во всех точках этой кривой касательны к нейВ точках пространства 1, 2, ..

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Гидродинамика
Гидродинамика изучает законы движения жидкостей и рассматривает приложения

этих законов к решению практических инженерных задач
Движение жидкости

Гидродинамика  Гидродинамика изучает законы движения жидкостей и рассматривает приложения этих законов к решению практических инженерных задачДвижение

Слайд 2Гидравлические элементы потока
Линия тока – кривая, проведенная внутри потока

так, что в данный момент времени векторы скорости во всех

точках этой кривой касательны к ней

В точках пространства 1, 2, .. i жидкость обладает разными скоростями и давлениями

U, p

U, p

Траектория жидкой частицы – геометрическое место точек, являющихся последовательными положениями движущейся частицы

Если в движущейся жидкости построить достаточно малый замкнутый контур и через все его точки провести линии тока, образуется поверхность – трубка тока.

dS

u

Часть потока, заключенная внутри трубки тока – элементарная струйка

Гидравлические элементы потока Линия тока – кривая, проведенная внутри потока так, что в данный момент времени векторы

Слайд 3Элементарная струйка и поток жидкости
Поток жидкости – совокупность элементарных струек,

движущихся с разными скоростями
Живое (поперечное) сечение – сечение, перпендикулярное направлению

скоростей

S=pd2/4

-площадь сечения

P=pd

-смоченный периметр

Для напорного течения:

Элементарная струйка и поток жидкостиПоток жидкости – совокупность элементарных струек, движущихся с разными скоростямиЖивое (поперечное) сечение –

Слайд 4Расход и средняя скорость
Расход – количество жидкости, проходящее через поперечное

сечение потока за единицу времени
Q=dQ=uds=v.s
-м3/с, объёмный расход
Qm=rQ= r.v.s
-кг/c, массовый

расход

QG=rgQ= r.g.v.s

-н/c, весовой расход

1 литр=10-3 м3

Расход и средняя скоростьРасход – количество жидкости, проходящее через поперечное сечение потока за единицу времени Q=dQ=uds=v.s-м3/с, объёмный

Слайд 5Уравнение неразрывности
W1=v1. t .s1
- объём через сеч. 1-1
v1. t .s1

=v2. t .s2
W2=v2. t .s2
- объём через сеч. 2-2
Жидкость несжимаема

и в ней невозможно образование пустот. Это условие сплошности или неразрывности движения

v1.s1 =v2.s2=Q=const

v1/ v2 =s2/ s1

- скорости обратно пропорциональны площадям сечений

r1.v1.s1 = r2.v2.s2=Qm=const

- для газа

Уравнение неразрывностиW1=v1. t .s1- объём через сеч. 1-1v1. t .s1 =v2. t .s2W2=v2. t .s2- объём через

Слайд 6Виды энергии жидкости
Энергия жидкости
Ez = mgz
Ep = Fx=p.s.x=pV=mp/r
Ek=T.x= Fи .

x =m a .x= m . v/t . v/2 .

t = mv2/2
Виды энергии жидкостиЭнергия жидкостиEz = mgzEp = Fx=p.s.x=pV=mp/rEk=T.x= Fи . x =m a .x= m . v/t

Слайд 7Закон сохранения энергии – уравнение Бернулли 1. Идеальная жидкость, элементарная струйка
E

= dmgz+ dmp/r+dmu2/2
полная энергия массы dm жидкости
При движении идеальной жидкости

полная энергия сохраняется. Возможен переход одного вида энергии в другой

E1 = E2
dmgz1+ dmp1/r+dmu12/2=
dmgz2+ dmp2/r+dmu22/2

z1+ p1/+u12/2g= z2+ p2/+u22/2g

Уравнение Бернулли (1738)

Закон сохранения энергии – уравнение Бернулли 1. Идеальная жидкость, элементарная струйкаE = dmgz+ dmp/r+dmu2/2полная энергия массы dm

Слайд 8E/W =E/(m/r) = rgz+ p+arv2/2
Удельная энергия жидкости
Полное давление –

энергия единицы объёма, Па
E/G =E/mg = z+ p/+av2/2g=H
- энергия, отнесенная

к количеству вещества (объёмному, или массовому, или весовому) - напор

Гидродинамический напор – полная энергия единицы веса, метры

НАПОР

E/W =E/(m/r) = rgz+ p+arv2/2Удельная энергия жидкости Полное давление – энергия единицы объёма, ПаE/G =E/mg = z+

Слайд 92. Поток идеальной жидкости Кинетическая энергия
Ek = dmu2/2=amv2/2
Кинетическая энергия массы

m потока жидкости – сумма энергий отдельных струек
Коэффициент Кориолиса a

- отношение действительной кинетической энергии к энергии, определяемой по средней скорости

Чем больше неравномерность скоростей u, тем больше a. Для ламинарного режима a=2, для турбулентного a=1,1-1,2 (на практике принимается 1).

2. Поток идеальной жидкости  Кинетическая энергияEk = dmu2/2=amv2/2Кинетическая энергия массы m потока жидкости – сумма энергий

Слайд 10Потенциальная энергия
Eп = dm(gz+ p/r) =dm(gz+ p/r)= =mgz+ mp/r
Потенциальная энергия

массы m потока жидкости – сумма энергий отдельных струек
pв+ r×g×zв

= pн+ r×g×zн = p+ r×g×z =const

В сеч. 1-1 нет сил инерции, давление распределяется по гидростатическому закону

В сеч. 2-2 появляется сила инерции, давление НЕ распределяется по гидростатическому закону

Потенциальная энергияEп = dm(gz+ p/r) =dm(gz+ p/r)= =mgz+ mp/rПотенциальная энергия массы m потока жидкости – сумма энергий

Слайд 11 Полная энергия:
m=const,  = const:

уравнение
- Бернулли для потока
идеальной жидкости


E = mgz+ mp/r+amv2/2 = const

Полная энергия:m=const,  = const:

Слайд 123. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости
Потери энергии при движении

жидкости от сеч. 1-1 к сеч. 2-2
E1 = E2 +

dE

Потери напора при движении жидкости от сеч. 1-1 к сеч. 2-2

3. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкостиПотери энергии при движении жидкости от сеч. 1-1 к сеч. 2-2E1

Слайд 13Гидравлические потери
Потери на местные сопротивления, обусловленные деформацией потока, в

связи с препятствиями на его пути
Потери на сопротивления по длине,

обусловленные силами трения и обтеканием граничных поверхностей

Энергия тратится на работу по преодолению силы трения и на вихреобразование при обтекании микронеровностей стенки турбулентным потоком

Энергия тратится на работу по преодолению силы инерции при деформации потока и на вихреобразование

Гидравлические потери Потери на местные сопротивления, обусловленные деформацией потока, в связи с препятствиями на его путиПотери на

Слайд 14Гидравлические сопротивления в уравнении Бернулли
hдл- cопротивления по длине,
 hм

- местные сопротивления
z1+ p1/rg+a1v12/2g= z2+ p2/rg+a2v22/2g+ h1-2

Гидравлические сопротивления в уравнении Бернуллиhдл- cопротивления по длине,  hм - местные сопротивления z1+ p1/rg+a1v12/2g= z2+ p2/rg+a2v22/2g+

Слайд 15Режимы движения
Струйка краски параллельна оси трубы. Слои жидкости не перемешиваются.

Ламинарное движение (от латинского lamina – слой)
Струйка краски распалась на

отдельные вихри. Слои жидкости перемешиваются в поперечном направлении. Турбулентное движение (от латинского turbulentus – хаотический, беспорядочный)
Режимы движенияСтруйка краски параллельна оси трубы. Слои жидкости не перемешиваются. Ламинарное движение (от латинского lamina – слой)Струйка

Слайд 16Число Рейнольдса Re
Число (критерий) Рейнольдса). Re-мера отношения силы инерции к

силе трения
- динамический коэффициент вязкости
- кинематический коэффициент вязкости
При увеличении скорости

растут силы инерции. Силы трения при этом больше сил инерции и до некоторых пор выпрямляют траектории струек

При некоторой скорости vкр:

Сила инерции Fи > силы трения Fтр, поток становится турбулентным

Число Рейнольдса ReЧисло (критерий) Рейнольдса). Re-мера отношения силы инерции к силе трения- динамический коэффициент вязкости- кинематический коэффициент

Слайд 17Критическое число Рейнольдса Reкр
Число Рейнольдса, при котором ламинарный режим сменяется

турбулентным
Reкр зависит от формы сечения канала
Reкр =2300
Reкр =1600

Критическое число Рейнольдса ReкрЧисло Рейнольдса, при котором ламинарный режим сменяется турбулентнымReкр зависит от формы сечения каналаReкр =2300Reкр

Слайд 18Гидравлический диаметр
Характерный линейный размер сечения.
S - площадь сечения; П

- смоченный периметр

Гидравлический диаметрХарактерный линейный размер сечения. S - площадь сечения; П - смоченный периметр

Слайд 19Потери по длине. Формула Дарси-Вейсбаха
Формула Дарси-Вейсбаха
 - коэффициент гидравлического

трения, зависит от режима движения и состояния поверхности трубопровода
l,

d – длина и диаметр трубопровода

v – средняя скорость движения

Потери по длине.  Формула Дарси-ВейсбахаФормула Дарси-Вейсбаха  - коэффициент гидравлического трения, зависит от режима движения и

Слайд 20Местные потери. Формула Вейсбаха
Формула Вейсбаха
 - коэффициент местного сопротивления,

зависит от его вида и конструктивного выполнения
– приводится в

справочной литературе

v – средняя скорость движения

Местные потери. Формула ВейсбахаФормула Вейсбаха  - коэффициент местного сопротивления, зависит от его вида и конструктивного выполнения

Слайд 21Коэффициенты местных потерь

Коэффициенты местных потерь

Слайд 22Lg100 l
Коэффициент трения
Опыты И. И. Никурадзе (1933) и Г. А.

Мурина
Число Рейнольдса Re

Lg100 lКоэффициент тренияОпыты И. И. Никурадзе (1933) и Г. А. МуринаЧисло Рейнольдса Re

Слайд 23 Турбулентный режим 1. Гидравлически гладкие трубы
Условие для определения толщины ламинарного слоя
Бугорки

шероховатости обтекаются ламинарным потоком и не влияют на сопротивление
104 ≤

Re ≤105
Блазиус

Re>105

Никурадзе

Турбулентный режим 1. Гидравлически гладкие трубыУсловие для определения толщины ламинарного слояБугорки шероховатости обтекаются ламинарным потоком и

Слайд 24Гидравлически шероховатые трубы
Бугорки шероховатости выступают в турбулентное ядро, с них

срываются вихри. А это дополнительное сопротивление
При увеличении скорости толщина ламинарного

слоя уменьшается

При дальнейшем увеличении скорости ламинарный слой очень тонкий. Все бугорки шероховатости выступают в турбулентное ядро и полностью определяют сопротивление трубы.
Re>Reпред

Шифринсон

При Re ≤ Rпред = 568 d / Δэ

Альтшуль

Гидравлически шероховатые трубыБугорки шероховатости выступают в турбулентное ядро, с них срываются вихри. А это дополнительное сопротивлениеПри увеличении

Слайд 25Формула Дарси-Вейсбаха
Зависимость потерь по длине от расхода (ламинарный режим)
Формула Пуазейля
При

ламинарном режиме потери по длине пропорциональны расходу в первой степени

Формула Дарси-ВейсбахаЗависимость потерь по длине от расхода (ламинарный режим)Формула ПуазейляПри ламинарном режиме потери по длине пропорциональны расходу

Слайд 26Формула Дарси-Вейсбаха
Зависимость потерь по длине от расхода (турбулентный режим)
При турбулентном

режиме потери по длине пропорциональны Q 1.75-2
Гидравлически гладкие трубы
Абсолютно шероховатые

трубы

Q0

Формула Дарси-ВейсбахаЗависимость потерь по длине от расхода (турбулентный режим)При турбулентном режиме потери по длине пропорциональны Q 1.75-2Гидравлически

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика