Гидродинамика. Внутренняя и внешняя гидродинамические задачи; смешанные задачи

1. Гидродинамика

Внутренняя и внешняя гидродинамические
задачи; смешанные задачи. Основные
характеристики движения жидкости.
Стационарные и нестационарные потоки.

2. 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.

3. 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.

4. 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

5. 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

6. Основные характеристики движения жидкости

S
Гидравлический радиус: r
гидр
П
Эквивалентный диаметр:
4 S
d э 4 rгидр
П

7. Режимы движения жидкости

а – ламинарный; в – турбулентный:
краситель
поток
жидкости
а)
краситель
поток
жидкости
б)

8. Критерий Рейнольдса

Критерий Re является мерой
соотношения между силами вязкости
и инерции в движущемся потоке.
d d
Re

9. 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.

10. Распределение скоростей в потоке

11. 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.

12. Оптимальный диаметр трубопроводов

При определении диаметров
трубопроводов нужно знать секундный
расход жидкости и среднюю скорость
ее движения:

13. 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