Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В равд. 1О рассматриваются вопросы статистической обработки опытных данных, оптимального планирования эксперимента и построения систем автоматизации экспериментальных исследований. Особое внимание уделяется перспективным методам, позволяющим сократить сроки н материальные затраты на экспериментальные наследования. Дается описание типовых методов планирования, позволяющих эффективно осуществлять поиск оптимальных условий эксперимента и разрабатывать по результатам специально спланированных опытов математичесю~е модели исследуемых объектов н процессов. Прн изложении вопросов построения систем автоматизации экспериментальных исследований на базе современных средств вычислительной техники особое внимание уделено описанию стандартных устройств сопряжения (интерфейса) экспериментальной установки с вычислительной машиной.
Приведенный материал, раскрывающий широкие возможности современных средств автоматизации эксперимента, может быть использован для разработки систем применительно к широкому классу теплотехнических объектов. Существенному улучшению содержания данной книги, несомненно, способствовали замечания и пожелания рецензентов. Все, Предисловие кто работал над материалами книги, искренне благодарят рецензентов разделов за большую проделанную ими работу: старшего научного сотрудника Института высоких температур АН СССР канд. техн.
наук Ю. В. Барышева (равд. 1); зав. кафедрой МВТУ им. Н. Э. Баумана, доктора техн. проф. А, И. Леонтьева (равд. 2); зав. лабоаторией Энергетического института им. ржижановского АН СССР, доктора техн. наук, проф. 3. Л. Миропольского (разя. 3); главного конструктора проекта ПКБ Главэнергоремоита Г. Е.
Тарле (равд. 4); начальника лаборатории канд. техн. наук В. А. Алексеева (равд. 5); зав. отделом ВНИИЭТО канд. техн. наук М. Б. Гутмана (равд. 6); главного метролога Метрологической службы Минэнерго СССР Б. Г. Тиминского (равд. 7); старшего научного сотрудника Института высоких температур АН СССР канд. техн.
наук В. М. Жукова (равд. 8); старшего научного сотрудника Института высоких температур АН СССР канд. техн. наук В. Е. Люстериика (равд 9); старшего научного сотрудника Всесоюзного теплотехнического института им. Ф. Э. Лзержинского канд. техн. наук М. Г. Харченко (равд. !О). Коллектив авторов благодарит таиже канд. техн. наук В. Д. Виленского за боль- шую и кропотливую работу, проделанную им по редактированию данной книги.
Материал книги распределился следующим образом: Р а з д е л 1 — доктор техн. наук Б. Т. Емцев (6 1.2 — 1.11), канд. техн. наук В. В. Ягов ($1.12 — 1.16). Р а з д е л 2 — доктор техн. наук Л. А. Лабуицов ($2.12 — 2.19), канд. техн. наук А. В. Клименко (6 2.2.— 2А, 2.10), канд, техн, наук Р.
И. Созиев (6 2.1, 2.5— 2.9, 2.1 1). Р а з д е л 3 — доктор техн. наук В. А. Григорьев, кандидаты техн. наук Е. В. Аметистов, Ю. М. Павлов. Раздел 4 — канд, - техн. наук В. П. Морозкин. Р а з д е л 5 — канд. техн. наук А. С. Комендантов. Р а з д е л 6 — кандидаты гехи. наук А Б, Кувалдин, Л.
Г. Ткачев. Р аз дел 7 — канд. техн. наук В. С. Чистяков. Р а з д е л 8 — доктор техн. наук В. С. Протопопов. Р а з д е л 9 — доктор техн. наук Э. Э. Шпильрайи, канд. техн. наук Е. Е. Топкий. Р а з д е л 1Π— доктор техн. наук Г. К. Круг. Авторы. Редакторы РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА 1.1. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ 1.1.1. Онъеыыые сноцстыл Жидкость Х 1ес Х. 1от Снипидар Спирт Толуол Эфир .
Сероуглерод Масло олнв- ховое Жидкый гелий 0;462 0,0402 0,786 0,77 0,806 1,!2 0,807 1,87 0,908 0,642 Вода Ртуть Керосин Бензин 95/130 Глицерин Бензол Бром 0,255 0,906 0,591 81,5 Тепловое расширение жидкостей и газов характеризуется изобарным коэффициентом расширенич .! (6У) В технических расчетах однофазные жидкости и газы рассматриваются как сплошные среды с непрерывно распределен- ной плотностью, определяемой отношением ЬМ р= 1!ш —, ву-о Д1/ ' где ЬУ вЂ” элементарный объем срейы; ЬМ— заключенная в нем масса (данные о плотно. стях жидкостей и газов приведены в $2.20).
Сжимаемость жидкостей и газов харак. теризуется изотэрмичесним коэффициентом х= — — ( — ),. Для идеальных газов )1 р-'. Значения коэффыцнекта сжимаемости некоторых жид- костей приведены в табл. 1.1. Сжимаемость сплошных сред может быть описана обоб- щенным законом Гука йр1р = йр14', где дс — иэотермический объемный модуль упругости среды, связанный с коэффициен- том сжимаемости соотношением и"- =Х-'. Таблыца 1Л Изотермическнй коэффнцыент сжимаемости некоторых жидкостей пры нормальных условиях, 11'Пв Р.
1О т, 'С т, с Р 10' 10 20 30 40 50 60 70 80 0,09 0,21 0,30 0,38 0,46 0,52 0,59 0,65 90 100 120 140 160 180 й)0 0,71 0,77 , 0,9 1,02 1,14 1,30 1,45 Таблица 1.3 Изобарный коэффициент расширеныя, 1/К, некоторых жидкостей при температуре 20 'С Жидкость Р 1О* 1,7 0,53 0,72 0,18 1,0 1,! Ртуть Кероскн Спирт этила вый Эфир Глицерин Масло оливко- вое 1.1.з. вязкость жидкостны н глзов Вязкостью называется свойство среды оказывать сопротивление сдвигающим усилиям при относытельном движении слоев. У большинства жидкостей и всех газов сопротивление сдвигу в состоянии покоя равно нулю. Между слоями жидкости или газа при их относительном движении возникает сила вязкости или внутреннего трения, определяемая формулой Ньютона ~Ыи ~ где р — динамический коэффициент вязко.
стя, Па.с;  — площадь соприкосновения слоев; и — скорость движения 'среды; у— направление нормали к скорости. Широко употребителен такженинэматический коэффициент вязкостк «= р)р, измеряемый в мт)с. Для идеальных газов ВыЦТ. Значения коэффициента )1 приведены в табл. !.2, 1.3.
Таблица 1.2 Изобариый коэффыциеит расшыреныя водм (ва ливны ивсьпценвя), 1!К Кинематика жидкой среды 4 1.2 13 м 1де 1.2. КИНЕМАТИКА ЖИДКОИ СРЕДЫ Жидкой частицей называется малый объем жидкостк или газа, который при движении деформируется н масса которого не смешивается с окружающей средой. Скоростью жидкой частицы называется скорость какой-либо точки этой частицы, выбираемой произвольно.
Существуют два режима движения реальных жидкостей н газов: ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме частицы среды движутся упорядочекио, образуя слоистое течение без перемешивания слоев. Ламинарное течение может быть как установившимся, так и неустановившимся. * При турбулентном режиме имеет место неупорядоченное кзмеиеиие местных скоростей во времени, называемое пульсацией. Существуют два метода описания двкжеикя жидкости. Метод Лагранжа.
Движение жидкости или газа описывается. радиусом-вектором жидхой частицы г(т, а, Ь, с) или его проекциями х(т, а, Ь, с), у(т, а, Ь, с), г(т, а, Ь, с), причем за параметры а, Ь, с, определяющие индивидуальную частицу, обычно принимают значения х, у, г в начальный момент времени ге. Векторы скорости и ускорения жидкой частицы и их проекции определяются формулами дд15 ну г,у г,д д,д(д 5,2 12 Уйду 5,1 т=р ~ — ~. дг илм —; и дг * дзг а= —; дтй ' дах и дт' дну а дт даг а,=— дт' Метод Эйлера.
Метод заключается в отыскании поля местных скоростей, т. е. скоростей жидких частиц, находящихся в данный момент в различных точках пространства. Если местные скорости зависят явно от времени, то движение называется неустановившимся или несгационарным н вектор местной скорости п=и(г, т); их=и„(х, у, г, г); ив = ив (х, у, г, т); и, = и, (х, у, г, т). Ч' Если вектор и от времени не зависит, то движение называется установившнмся или стационарным и 0,0 +0,7 +1,6 +2,1 и=п(г); и =и„(х, у, г); ив —— ир (х, у, г); иа = иа (х, у, г).
— 1,6 36 — 0,3 40 0,0 51 70 +2,5 80 +2,6 90 '+3,4 98 +3,6 18 29 31 32 33 Ускорение жидкой частицы в векторной форме и н проекциях иа координатные оси выражается формулами О,О 56 0,0 йп дп алм — = — + (ир) П, йт дт Рис, 1.1. Зависимость кинематического коэффициента вязкости воды, масла и воздуха от температуры. Напряжение силы вязкости определяется формулой Жидкости и газы, для которых справедлива зта зависимость, называются ньютоновскими.
Приводимые ниже сведения относятся только к таким средам. Данные о иеиьютоновских жидкостях можно найти в [57, 58]. Коэффициенты р и н сильно зависят от температуры (рис. 1.1) и слабо от давления. Зависимость Р от давления в жидкостях становится сущрствениой при давлеиияк около !Оз МПа и более (табл. 1.4). Данные о коэффициентах вязкости некоторых жидкостей и газов приведены в $2.20. Таблица 1.4 Зависимость вязкости воды от давления прн различных температурах Прзмее анне. Ш, илм — значення динамнческого козффнцнента вязкости воды прн атллосферном дазненнн 1101, 331 кПа) н нрн дазаенна з еза раз Еолынем. дх ду дг — ир= —; и,=— д'г' дг' * дг Механики ясидкосги и газа Равд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
