ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные характеристики движения жидкостей из "Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 8" Скорость и расход жидкости. Рассмотрим движение жидкости по трубе постоянного сечения. [c.38] Количество жидкости, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени, называют расходом жидкости. Различают объемный расход, измеряе.мый, например, в м /сек или м /ч, и м а с -с о в ы й расход, измеряемый в кг/сек, кг/ч, и т. д. [c.38] Отметим, что приведенные основные характеристики движения жидкостей относятся к их перемещению в каналах с сечением любой формы. [c.38] Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр. При движении жидкости через площадь поперечного сечения любой формы, отличной от круглой, в качестве расчетного линейного размера принимают гидравлический радиус, или эквивалентный диаметр. [c.39] Под гидравлическим радиусом (-м) понимают отношение площади свободного сечения трубопровода или канала, через которое протекает жидкость, к смоченному периметру. [c.39] Эквивалентный диаметр равен диаметру гипотетического трубопровода круглого сечения, для которого отношение площади 5 к смоченному периметру П то же, что и для данного трубопровода некруглого сечения. [c.39] Для круглой трубы dэ = й. [c.39] Установившийся и неустановившийся потоки. Движение жидкости является установившимся, или стационарным, если скорости частиц потока, а также все другие влияющие на его движение факторы (плотности, температуры, давления и др.), не изменяются во времени в каждой фиксированной точке пространства, через которую проходит жидкость. В этих условиях для каждого сечения потока расходы жидкости постоянны во времени. [c.39] Примером неустановившегося движения может служить истечение жидкости из отверстия при переменном уровне ее в резервуаре с понижением высоты столба жидкости в нем скорость истечения уменьшается во времени. [c.40] Установившиеся условия движения жидкости характерны для непрерывных процессов химической технологии. Неустановившееся движение жидкости происходит главным образом в периодических процессах или возникает кратковременно при пусках, остановках, а также изменениях режима работы аппаратов непрерывного действия. [c.40] Для каждой частицы движущейся жидкости изменение ее параметров вр времени и в пространстве выражается не частной, а полной производной по времени, называемой в гидродинамике субстанциональной производной. По своему смыслу эта производная может быть названа также производной, следующей за потоком. [c.40] Обозначим через и любую величину, изменяющуюся в потоке как во времени, так и в пространстве, например плотность, температуру, давление, концентрацию жидкости или любую из составляющих w , WyVi w ee скорости w в направлениях осей координат. [c.40] Если наблюдатель перемещается вместе с потоком (с какой-либо его частицей), то, измеряя значения и, можно установить, что изменение этой величины складывается из двух составляющих. [c.40] Пусть за время dr частица жидкости переместилась из точки А с координатами X, у и Z в точку В с координатами (л -f dx), (у +dу) п (г + + dz). [c.40] Это выражение характеризует конвективное изменение рассматриваемого параметра и. [c.41] Режимы движения жидкости. Различные режимы течения жидкости можно проследить, вводя в поток подкрашенную струйку жидкости или какой-либо иной индикатор. [c.42] Такое движение, при котором все частицы жидкости движутся по параллельным траекториям, называют струйчатым, или ламинарным. [c.42] Если скорость воды в трубе 2 увеличивать сверх определенного предела, то окрашенная струйка сначала приобретает волнообразное движение, а затем начинает размываться, смешиваясь с основной массой воды. Это объясняется тем, что отдельные частицы жидкости движутся уже не параллельно друг другу и оси трубы, а перемешиваются в поперечном направлении (рис. 11-8,6). [c.42] Такое неупорядоченное движение, при котором отдельные частицы жидкости движутся по запутанным, хаотическим траекториям, в то время как вся масса жидкости в целом перемещается в одном направлении, называют турбулентным. [c.42] В турбулентном потоке проис ходят пульсации скоростей, под действием которых частицы жидкости, движущиеся в главном (осевом) направлении, получают также поперечные перемещения, приводящие к интенсивному перемешиванию потока по сечению и требующие соответственно большей затраты энергии на движение жидкости, чем при ламинарном потоке. [c.42] Вернуться к основной статье