Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 38

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 133 >> Следующая


Закони гідродинаміки найпростіші для ідеальних рідин, в яких рух відбувається без тертя, а об'єм або густина стала. Хоч жодна реальна рідина не задовольняє цих вимог, проте багато з них при певних умовах можна розглядати як ідеальні.

Потоки газів або рідин можна зобразити шляхами руху окремих невеликих частин їх, що зводяться до точок. Розглядають два типи - руху piffwH-jrgK-tfH. щр встановився і що не встановився. ' Якщо рух рідини ^.становився, то ТГІюжнГи "точці об'єму рідини швидкість руху зберігає сталу величину і напрям

""" ~ .со = са (х, ц, г). (63)

Незмінним залишається і тиск _

р1= р(х. ц, г). (64)

Прикладом руху, що встановився, може бути витікання води з крану при постійному тиску водопровідної мережі.

Якщо рух рідини не встановився, то в кожній точці об'єму рідини швидкість і тиск змінюються з часом, тобто стають функцією не тільки координат, а й часу.

со = со (х, у, г, ху, (65)

Р = Р(х, у, г, т). (66)

Прикладом невстановленого руху рідини може бути витікання рідини з отвору будь-якої посудини, що відбувається під змінним напором внаслідок того, що рівень рідини в посудині знижується.

Загальні закони рівноваги і руху рідин виражаються у вигляді диференційних рівнянь, утворених на основі уявлення про суцільне однорідне середовище. Для виведення основних закономірностей у гідравліці вводиться поняття про гіпотетичну ідеальну рідину, яка, на відміну від реальної (в'язкої) рідини, абсолютно не стискається, не змінює густину при зміні температури і не має в'язкості.

Нормальні, або реальні, рідини, найчастіше підлягають закону внутрішнього тертя Ньютона, відповідно до якого напруга внутрішнього тертя, що виникає між шарами рідини під час її плину, прямо пропорційна градієнту швидкості

де U — напруга внутрішнього тертя; її — динамічний коефіцієнт в'язкості; — градієнт швидкості (п — товщина шарів, со — швидкість руху шарів рідини).

Знак мінус у правій частині рівняння (67) вказує на те, що .дотична напруга затримує шар, який рухається з порівняно великою швидкістю. Рідини, які підлягають закону Ньютона, називаються нормальними, або ньютонівськими. Проте є рідини, які не підлягають закону Ньютона. Наприклад, розчини багатьох полімерів, колоїди, густі суспензії, пасти та ін.

Гідростатика вивчає рівновагу рідин у стані відносного спокою, при якому під час руху рідини частинки не перемішуються одна відносно другої і сил внутрішнього тертя немає — рідина ідеальна.

Співвідношення між силами, які діють на рідину, що перебуває в стані спокою, і визначають умови рівноваги рідини, виражається диференційними рівняннями рівноваги Ейлера .

дх

Де J) — тиск, що є функцією всіх трьох координат р = f (х, у, г); р-=^'густина рідини; g— прискорення сили тяжіння.

З рівнянь (Ъв) "виходить, ш^тт1Гу^тЩйҐГ^кк~^іеробувае в стані спокою, змінюється тільки по вертикалі вздовж осі z, залишаючись однаковим у всіх точках будь-якої горизонтальної площини, оскільки зміна тисків вздовж осей х і у дорівнює нулю.

Для визначення закону розподілу тиску в усьому об'ємі рідини, що перебуває в стані спокою, треба проінтегрувати систему рівнянь

---^r^i

Інтегралом рівнянь (68) є-основне рівняння гідростатики, яке широко використовується в інженерній практиці

z + -^- == const. (69)

Pg

Для двох довільних горизонтальних площин рівняння (69) виражають у формі

Zl+'

-4 +

(70)

Рис. 20. Вимірювання швидкості руху рідин іУ-подібним манометром.

де Z1 і Z2 — висоти розміщення двох точок всередині рідини, що перебуває в спокої; Pi і Рг — гідростатичний тиск у цих точках.

Член z у рівнянні гідростатики (69) є висотою розміщення даної точки над довільно обраною площиною порівняння і

називається нівелірною висотою. Величину -^- називають напором

тиску, або п'єзометричним*'напором.

Отже, відповідно" до основного рівняння гідростатики, для кожної точки рідини в спокої сума нівелірної висоти і п'єзометричного напору є величиною сталою. Основне рівняння гідростатики часто виражають у вигляді закону Паскаля. Відповідно до цього закону тиск, що створюється в будь-якій точці рідини, яка перебуває в стані спокою і не стискується, передається однаково всім точкам її об'єму.

Це рівняння використовують для визначення умов рівноваги в сполучених посудинах. Якщо сполучені посудини заповнено двома рідинами, які не змішуються і мають густину р' і р", то висоти рівнів різнорідних рідин над поверхнею їх поділу обернено пропорційні густинам цих рідин. Якщо посудини заповнено однією рідиною з густиною р, але тиски над рівнями рідини в них різні і дорівнюють р' і р", то

р' +PgZ0 = P" + PSZ'0> (71)

звідки різниця рівнів рідини в сполучених посудинах дорівнюватиме:

" ' Р'"Л- (72)

z — г =

о

Рівняння (72) застосовують для вимірювання тисків або різниці тисків між різними точками за допомогою диференційних (7-подібних манометрів (рис. 20). Умови рівноваги рідин у сполучених посудинах використовують, наприклад, в безперервно діючих сепараторах.

Гідродинаміка. Рушійною силою під час руху рідини є різниця тисків, яка створюється за допомогою насосів (компресорів), або внаслідок різниці рівнів чи густини рідин. Знаючи закони гідродинаміки, можна знаходити різницю тисків, необхідну для переміщення певної кількості рідини з потрібною швидкістю, витрату енергії на це переміщення, або навпаки — визначити швидкість і витрату рідини при відомому перепаді тисків.
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 133 >> Следующая

Реклама

Диван клик кляк москва

диван клик кляк москва

vammebel.ru

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed