ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные характеристики движения жидкостей из "Основные процессы и аппараты Изд10" Во МНОГИХ случаях, например при движении жидкости через зернистый слой твердого материала, ена перемещается внутри каналов сложной формы и одновременно обтекает твердые частицы. Такие условия наблюдаются в процессах фильтрования, массопередачи в аппаратах с насадками, в химических процессах, осуществляемых в реакторах с твердыми катализаторами, н т. д. Анализ движения жидкостей в случаях та кич смешанной задачи гидродинамики проводят, как правили, приближенно сводя его к решению внутренней или внешней задачи. [c.37] Скорость и расход жидкости. Рассмотрим движение жидкости по труба постоянного сечения. [c.37] Количество жидкости, протекающей через поперечное сечение потока (его живое сечение, т. е. затопленное сечение трубопровода) в единицу времени, называют расходом жидкости. Различают объемный расход, измеряемый, например, в мЧсек или мЧч, имассовый расход, измеряемый в кг сек, кг ч, и т. д. [c.37] Выбор скоростей капельных жидкостей, газов и паров при расчетах трубопроводов рассмотрен йиже (стр. 95). [c.37] Отметим, что приведенные основные характеристики движения жидкостей относятся к их перемещению в каналах с сечением любой формы. [c.37] Гидравлический радиус н эквивалентный диаметр. При движении жидкости через сечение любой формы, отличной от круглой, в качестве расчетного линейного размера принимают гидравлическийра-д и у с или эквивалентный диаметр. [c.37] 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.38] Для круглой трубы dj = . [c.38] например, установившееся движение жидкости происходит по трубе переменного сечения. Если за начало координат принять некоторую фиксированную точку на оси трубы, то скорость ш будет переменна в про странстве, увеличиваясь с уменьшением площади поперечного сечения трубы по оси X и уменьшаясь вдольосейу и г по мере приближения к стенке трубы. Однако скорость будет постоянна во времени в любой точке. [c.38] Примером неустановившегося движения может служить истечение жидкости из отверстия при переменном уровне ее в резервуаре q понижением высоты столба жидкости в нем скорость истечения уменьшается во времени. [c.39] 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.39] Для каждой частицы движущейся жидкости изменение ее параметров во 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.39] 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 , Wg и w. ее скорости ш в направлениях осей координат. [c.39] 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.39] Это выражение характеризует конвективное изменение рассматриваемого параметра и. [c.39] Режимы движения жидкости. Различные режимы течения жидкости можно проследить, вводя в поток подкрашенную струйку жидкости или какой-либо иной индикатор. [c.40] Впервые режимы течения жидкости изучались О. Рейнольдсом в 1883 г. на установке, изображенной на рис. И-8. К сосуду /, в котором поддерживается постоянный уровень воды, присоединена горизонтальная стеклянная труба 2. В эту трубу по ее оси через капиллярную трубку 3 вводится тонкая струйка окрашенной воды (индикатор). При небольшой скорости воды в трубе 2 окрашенная струйка вытягивается в горизонтальную нить, которая, не размываясь, достигает конца трубы (рис. П-8, а). Это свидетельствует о том, что пути частиц прямолинейны и параллельны друг другу. [c.40] 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, б). [c.41] Вернуться к основной статье