Таким образом, турбулентное движение всегда сопровождается ламинарным.
При этом, условно различают центральную зону так называемое «ядро» потока с развитым турбулентным движением и «пограничный слой» вблизи стенки, где происходит переход турбулентного движения в ламинарное.
Пограничный слой хотя и характеризуется очень малой толщиной (доли миллиметра), которая дополнительно уменьшается с возрастанием турбулентности потока и очень большим градиентом скорости (до нуля у самой стенки).
Несмотря на это он играет очень важную роль при гидравлическом сопротивлении, а также тепло- и массообменных процессах.
Уравнение Бернулли -- интеграл уравнения движения Эйлера
Это одно из наиболее важных уравнений в гидродинамике.
Запишем дифференциальные уравнения движения Эйлера для установившегося движения при условии, что скорости меняются только в направлении соответствующих осей:
Эти уравнения умножим на длину соответствующих граней, чтобы они выражали действие сил не в точке, а на всей длине граней:
Полное изменение действия сил во всём объёме элементарного параллелепипеда получим, сложив уравнения (и разделив на 
):
-gdz – 
1 2
Выражение в 1-ой скобке 
Полный дифференциал давления ( 
).
Выражение 
В соответствии с этим выражение во 2-ой скобке полный дифференциал квадрата скорости.
Следовательно:
|
|
|
gdz+ 
или: dz+d( 
)+d( 
)=0;
или: d(z+ 
+ )=0;
Z + 
Это уравнение Бернулли для установившегося потока идеальной жидкости (без вязкости).
Для любых 2-х поперечных сечений потока:
(Z+ 
) полный гидродинамический напор (или просто гидродинамический напор).
Для всех поперечных сечений установившегося потока идеальной жидкости величина полного гидродинамического напора остаётся постоянной.
Полный гидродинамический напор включает в себя 3 слагаемых:
Z нивелирная высота (геометрический напор) или удельная потенциальная энергия положения в данной точке (сечений).
статический (пьезометрический напор) или удельная потенциальная энергия давлений в данной точке (сечений);
скоростной (динамический) напор или удельная (Ошибка!!!) кинетическая энергия в данной точке (сечения).
При установившемся движении идеальной жидкости сумма нивелирной высоты, скоростного и статического напоров, равная гидродинамическому напору, не меняется при переходе от одного поперечного сечения потока к другому.
При установившемся движении идеальной жидкости сумма потенциальной и кинетической энергий жидкости для каждого из поперечных сечений потока остаётся неизменной.
|
|
|
Таким образом, уравнение Бернулли является частным случаем закона сохранения энергии и выражает энергетический баланс потока.
При изменении величины поперечного сечения и, соответственно, изменении скорости движения происходит превращение энергии: при сужении трубопровода часть потенциальной энергии переходит в кинетическую и наоборот!!!!
! Для горизонтального трубопровода уравнение Бернулли упрощается:
+ 
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 88; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!