Гидродинамика Внутренняя и внешняя гидродинамические задачи; смешанные задачи. Основные характеристики движения жидкости. Стационарные и нестационарные потоки. Гидродинамика Гидродинамика - раздел гидравлики, в котором изучают законы движения жидкостей. Движение или течение жидкости обусловлено разностью давлений, которое создается с помощью насосов, компрессоров, либо в следствие разности уровней или плотности жидкости. Движущаяся жидкость называется потоком жидкости. Внутренняя и внешняя и смешанная гидродинамические задачи Внутренняя задача связана с движением жидкости по различным каналам и трубам. Внешняя задача посвящена обтеканию жидкостью различных тел или движению этих тел внутри жидкости. В смешанную задачу входит изучение движения жидкости по трубам или каналам при одновременном обтекании ею какихлибо тел. Основные характеристики движения жидкости сечение потока (S), перпендикулярное к его оси, - живое или поперечное сечение потока; количество жидкости, протекающее в единицу времени через поперечное сечение потока, называется расходом. Расход объемный: V с p S Основные характеристики движения жидкости Расход массовый: M cp s где ср - средняя скорость течения жидкости, м/с; S - поперечное сечение потока, м2; - плотность жидкости, кг/м3 Основные характеристики движения жидкости S Гидравлический радиус: r гидр П Эквивалентный диаметр: 4S d э 4 rгидр П Режимы движения жидкости а – ламинарный; в – турбулентный: краситель поток жидкости а) краситель поток жидкости б) Критерий Рейнольдса Критерий Re является мерой соотношения между силами вязкости и инерции в движущемся потоке. d d Re Критерий Рейнольдса Установлено, что переход ламинарного движения в турбулентное происходит при значениях критерия Рейнольдса выше критического. Для круглых трубок Reкр=2320. При Re>Reкр - турбулентный режим течения, при Re<Reкр - ламинарный. При Re>2320, но Re<10000 режим течения неустойчивый турбулентный или переходный, при Re>10000 - устойчивый турбулентный. Распределение скоростей в потоке Гидродинамический пограничный слой При турбулентном движении у стенок трубопровода имеется тонкий слой жидкости, движущийся в ламинарном режиме, т.к. силы вязкости оказывают превалирующее влияние на движение жидкости. Ламинарный слой и переходная зона – гидродинамический пограничный слой. Оптимальный диаметр трубопроводов При определении диаметров трубопроводов нужно знать секундный расход жидкости и среднюю скорость ее движения: Средняя скорость движения жидкости Капельные жидкости Газ под небольшим давлением Газ под большим давлением Насыщенный водяной пар Перегретый водяной пар 1-3 м/с; 8-15 м/с; 15-20 м/с; 20-30 м/с; 30-50 м/с