border=0


border=0

Režimy prúdenia tekutín v potrubiach a základy podobnosti

Experimenty ukazujú, že v potrubiach sú dva typy toku tekutiny.

  1. Laminar (vrstvený tok)
  2. Turbulentné (turbulentné, rozhorčenie)

V režime laminárneho toku sa tekutina pohybuje bez miešania vrstiev, plynulo mení rýchlosť, môže to byť vír.

V turbulentnom režime prúdenia dochádza k intenzívnemu miešaniu vrstiev tekutiny, sprevádzaným pulzáciou rýchlosti a tlaku.

Popri translačnom pohybe objemu ako celku dochádza k priečnym aj rotačným pohybom objemu kvapaliny. To vám umožní vziať koeficient nerovnomerného toku ,

Zmena prietokových režimov danej tekutiny v danom potrubí nastáva pri určitej rýchlosti toku, nazývanej kritická rýchlosť Vcr.
Z experimentov sa zistilo, že

kde k je univerzálny koeficient, ktorý nezávisí od vlastností kvapaliny

Podobne sa zavádza Reynoldsovo číslo

V Re <Recr prebieha laminárne prúdenie, v Re> Recr - turbulentné.

Existuje prechodová zóna so zvyšujúcou sa rýchlosťou, prechod z laminárneho na turbulentné toky nastáva pri vysokých Re číslach, ako pri poklese rýchlosti a prechod z turbulentných na laminárne toky. Prijaté, Rec = 2300.

Hydrodynamická podobnosť pozostáva z troch zložiek: geometrická podobnosť, kinematická a dynamická.

Geometrická podobnosť je proporcionalita podobných veľkostí a rovnosť zodpovedajúcich uhlov. V hydraulike sa pod geometrickou podobnosťou rozumie podobnosť tých povrchov, ktoré obmedzujú toky.

Pomer dvoch podobných veľkostí takýchto kanálov sa nazýva stupnica lineárneho modelovania a označuje sa? , Táto hodnota je rovnaká pre podobné kanály.

Kinematická podobnosť znamená proporcionalitu miestnych rýchlostí v podobných peciach a rovnosť uhlov charakterizujúcich smer týchto rýchlostí. Z kinematickej podobnosti vyplýva geometrická podobnosť prúdníc. Kinematická podobnosť si samozrejme vyžaduje geometrickú podobnosť kanálov.

Dynamická podobnosť je proporcionalita síl pôsobiacich na podobné objemy v kinematicky podobných tokoch a rovnosť uhlov charakterizujúcich smer týchto síl.

Rôzne sily zvyčajne pôsobia v tokoch tekutín: sily tlaku, viskozity (trenie), gravitácie atď. Dodržiavanie ich proporcionality znamená úplnú hydrodynamickú podobnosť. Realizácia úplnej hydrodynamickej podobnosti v praxi je často nemožná, preto sa zvyčajne zaoberá čiastočnou (neúplnou) podobnosťou, v ktorej sú proporcionálne iba hlavné, hlavné sily.

Všeobecnosť rovníc opisujúcich procesy v „úplnom rozsahu“ a modelových procesoch nám umožňuje napísať niekoľko bezrozmerných veličín, ktoré budú pre tieto procesy rovnaké. Tieto hodnoty sa nazývajú kritériá podobnosti . Rovnocennosť kritérií pre najjednoduchšie procesy sa dá zabezpečiť iba geometrickou podobnosťou, pre zložité procesy môže byť táto úloha neriešiteľná.





Prečítajte si tiež:

Radiálne piestové stroje

Výpočet celkových tlakových strát v nekruhových potrubiach

Vlastnosti hydraulických pohonov a ich rozsah

Hlavné vlastnosti kvapiek tekutín

Počiatočná časť laminárneho toku

Späť na index: Hydraulické systémy a hydraulické stroje

2019 @ edudocs.pro