Пахт экзамен (847212)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Основы гидравлики

1. Основное уравнение гидростатики, его вывод и физический смысл. Техническое применение (дымовая труба, сифон, гидравлический пресс и др.)

P = P₀ + ρgh = P₀ + hγ По нему можно посчитать давление в любой точке покоящейся жидкости. Это давление, как видно из уравнения, складывается из двух величин: давления P₀ на внешней поверхности жидкости и давления, обусловленного весом вышележащих слоев жидкости.

Рис. 1. Схема для вывода основного уравнения гидростатики

1. Гидравлический пресс.

P=P₁/F₁ =P₂/F₂ P₂= P₁*F₂/ F₁

Если приложить небольшое усилие к поршню F₁ и создать давление P, то такое же

давление будет приходиться на поршень 2. При этом сила давления на поршень 2 будет во столько раз больше, во сколько поперечное сечение поршня 2 больше поршня 1. Таким образом, с помощью сравнительно небольших усилий осуществляется прессование материала.

1. Дымовая труба

В т.1 Р₁ = Р_атм + Н*ρ_в*g

В т.2 Р₂ = Р_атм + Н*ρ_тг*g

ρ_{тг <} ρ_в

ΔP = P₁ – P₂ = Н*g(ρ_в - ρ_тг)

ΔP тем больше, чем выше труба Н

1. Сифон – применяется при перекачке агрессивных жидкостей, трубка заполняется под действием вакуума.

слева Р₁ = Р_атм – h₁*ρ*g

справа Р₁ = Р_атм – h₂*ρ*g

т.о. h₁ > h₂, то движущая

сила сифона ΔP = P₁ – P₂ = ρg(h₂ – h₁)

1. Уравнение неразрывности потока. Уравнение расхода. Режимы течения жидкости.

Режимы течения жидкостей

Установившийся и неустановившийся потоки жидкости

Движение жидкости является установившемся, или стационарным, если скорости частиц потока, а так же все другие, влияющие на его движение факторы (плотности, температуры, давление и др.) не изменяются во времени в каждой фиксированной точке пространства, через которую проходит жидкость.

При неустановившемся или нестационарном потоке, факторы, влияющие на движение жидкости, изменяются во времени.

Различают следующие режимы течения жидкости:

Ламинарный - наблюдается при малых скоростях или значительной вязкости жидкости. Жидкость движется в виде параллельных несмешивающихся струй. Сила трения между стенкой и жидкостью больше, чем между слоями жидкости, поэтому скорость у стенки снижается до 0. Скорость жидкости в каждом слое различная, но в приделах слоя – одинакова. Распределение скоростей по сечениям – параболическое, max в центре.

Для технологических расчетов принимают W_cp=0,5W_max.

Турбулентный – характеризуется беспорядочным вихревым движением потока, элементарные струи имеют помимо продольного течения поперечные пульсирующие перемещения. Благодаря интенсивному перемешиванию потока скорости по сечению потока выравниваются, а у стенки происходит быстрое падение скорости; в пристенном слое сохраняется ламинарный режим течения жидкости (этот слой имеет малую толщину, иногда доли мм) W_cp=0,85W_max.

I. Уравнение неразрывности потока. – отражает материальный баланс системы или закон сохранения массы.

+ + + =0

Это дифференциальное уравнение неразрывности потока для неустановившегося движения сжимаемой жидкости. В установившемся потоке плотность не изменяется во времени, т.е. =0

И уравнение принимает вид:

=0

Дифференциальное уравнение неразрывности потока сжимаемой жидкости при установившемся режиме движения вдоль оси х и с учетом поперечного сечения потока имеет вид:

=0

Или в инженерной форме ws=const

V – объемный расход, м³/с (V_cек )

Массовый расход [G] = S*ω*ρ = кг/с

ωρ – массовая скорость – кг/м³*с

При движении жидкости в магистралях некруглого сечения вместо диаметра используют понятие эквивалентного диаметра

3.. Вывод уравнения Навье - Стокса.

При движении реальной жидкости в потоке жидкости помимо сил давления и тяжести действуют также силы трения.

²w_x - = Уравнение Навье-Стокса для одномерного давления

При трехмерном движении:

²w_y - =

- + ²w_z - =

При движении идеальной жидкости, движущейся без трения, получим:

Дифференциальное уравнения движения идеальной жидкости Эйлера.

4.Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости. Вывод, физический смысл, практическое применение.

– Уравнение Бернулли для идеальной жидкости

Для любых двух сечений потока

z₁ = z₂ -величина называется полным гидродинамическим напором.

Закон Бернулли: гидродинамический напор для 2-х сечений установившегося потока идеальной жидкости есть величина постоянная.

Z = h_г – Нивелирная или геометрическая высота, характеризует удельную потенциальную энергию положения в данной точке

P/pg = hст – Статический или пьезометрический напор, характеризует потенциальную энергию давления в данной точке.

= hск - Динамический или скоростной напор, характеризует кинетическую энергию.

При установившемся режиме течения идеальной жидкости для двух сечений сумма геометрического, статического и скоростного напора есть величина постоянная

hг+hcт+hск=const

1. Теория подобия. Виды моделирования. Условия однозначности. Понятия

константы, инварианта и критерия подобия.

Два элемента подобны, если характеристики одного могут быть получены путем пересчета характеристик другого.

Различают абсолютное и практическое подобие. Первое требует тождества всех процессов в объектах в пространстве и во времени. Второе же требует подобия процессов, которые существенны для данного исследования.

В общем случае различают три вида подобия: геометрическое, кинематическое и динамическое. Наиболее простым является подобие геометрическое, требующее, чтобы линейные размеры натуры и модели находились в постоянном соотношении, другими словами, модель повторяет натуру в каком-то масштабе.

Это требование можно записать в виде , где - масштабный множитель. Для площадей (S) и объемов (V) Расчёт аппаратов может производиться несколькими методами:

1. Наиболее точный и предпочтительный путь изучения и расчёта процессов - теоретический:

а) составление на основе общих законов физики и химии математических зависимостей;

б) составление дифференциальных уравнений, полностью описывающих процесс и их решение.

Однако дифференциальное уравнение описывает не единичный процесс, а бесконечное множество одинаковых процессов.

Чтобы описать единичный, конкретный процесс, нужно задать условия, в виде конкретных численных значений:

К условиям однозначности относят:

1) Геометрические условия, характеризующие форму и размеры аппаратуры, в которой протекает процесс.

2) Физические характеристики системы в виде физических констант или уравнений, выражающих зависимость свойств и различных параметров.

3) Граничные условия, описывающие значения всех существующих параметров на границах системы с окружающей средой.

4) Начальные условия в момент времени, принимаются за начало отчёта.

Например, при движении жидкости в трубе;

-геометрические условия диаметр и длина трубы;

-физические свойства жидкости

-граничные условия (например,

-начальные условия в момент

Единство экспериментальных и теоретических методов исследований.

Вместо промышленных объектов изучают малые модели, обработка результатов методами теории подобия позволяют распространить полученные данные на большие объекты. Это физическое моделировании, когда физическая сущность процесса на модели и в натуре одна и та же (меняются масштабы установки, используемые вещества и т.д.).

Наилучший путь комбинирование физического и математического моделирования; роль последнего непрерывно возрастает с прогрессом вычислительной техники и прикладной математики.

инвариант (критерий, число) подобия - это безразмерная комбинация физических параметров, характеризующих явление. Инвариант связывает все множество подобных явлений.

Константа подобия сохраняет числовое значение при переходе от одной к другой сходственной точке системы, но изменяет свое значение при переходе от одной к другой сопоставляемой системе.

Критерий подобия — безразмерная величина, составленная из размерных физических параметров, определяющих рассматриваемое физическое явление

1. Подобные преобразования уравнения Навье-Стокса. Вывод критериев гидродинамического подобия.

1. Расчет потерянного напора. Понятие гидравлически гладких труб.

0,303/(lgRe-0,9)^2

4.Гидравлическое сопротивление трубопроводов. Расчет сопротивления сети

5.Сопротивление сети. Расчет мощности насоса. Характеристика трубопровода.

6.Поршневой насос простого и двойного действия. Принцип работы, устройство. Расчет производительности. Действительная и теоретическая производительность.

7.Центробежные насосы. Устройство и принцип работы. Уравнение центробежного насоса Эйлера. Действительный и теоретический напор. Характеристика центробежных насосов. Работа насоса на сеть. Выбор насоса.

Разделение неоднородных систем.Способы разделения жидких и газовых неоднородных систем. Характеристика неоднородных систем.

2. Материальный баланс разделения.

3. Отстаивание. Кинетика отстаивания. Расчет отстойников

4. Режимы осаждения частиц. Методы расчета скорости осаждения частиц.

Осаждение, фильтрование

1. Конструкции отстойников непрерывного действия. Расчет отстойников.

2. Методы фильтрования, режимы фильтрования. Способы создания движущей силы. Расчет движущей силы.

3. Скорость фильтрования при постоянной толщине слоя осадка и при P=const. Сопротивление осадка и фильтрующей перегородки, их физический смысл.

4. Виды и характеристики фильтрующих перегородок. Расчет фильтра.

5. Ленточный вакуум-фильтр. Устройство и принцип работы

6. Барабанный вакуум-фильтр. Устройство и принцип работы.

7. Рамный фильтр-пресс. Устройство и принцип работы при фильтровании и промывке.

8. Устройство и принцип работы фильтров периодического действия (листовых, патронных, мешочных).

9. Вывод уравнения скорости фильтрования. Физический смысл констант фильтрования. 14.Скорость фильтрования при переменной толщине слоя осадка. Продолжительность фильтрования при различных режимах.

15.Центрифугирование. Фактор разделения, индекс производительности, коэффициент эффективности.

16.Классификация центрифуг. Устройство и принцип работы шнековой осадительной центрифуги.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы