Pełny artykuł dostępny dla abonentów!

Kinematyka płynów

28.5.2019, , Źródło: Wydawnictwo Verlag Dashofer Sp. z o.o.

Badanie zjawisk zachodzących w cieczy znajdującej się w ruchu stwarza więcej problemów niż zjawisk występujących w hydrostatyce. W kinematyce płynów uwzględnia się również lepkość i zmienność ruchu cieczy. W uproszczonych rozważaniach ciecz rzeczywistą traktuje się jak ciecz doskonałą, którą charakteryzuje zupełny brak lepkości i doskonała nieściśliwość. Aby urzeczywistnić wyniki badań cieczy doskonałej, w wynikach tych uwzględnia się poprawki na opory przepływu i siły tarcia, które w rzeczywistych warunkach występują.

Podstawowymi pojęciami używanymi w hydrodynamice są: element cieczy, tor cząstki, linia prądu, struga cieczy, strumień objętości lub masy cieczy (natężenie przepływu), ciśnienie i prędkość przepływu.

Element cieczy jest to wyodrębniona część masy płynu dla której wymiary liniowe przyjęto jako nieskończenie małe. Każdy poruszający się element cieczy ma przypisaną określoną prędkość, kierunek i zwrot (wektor) a także ciśnienie, które jest wielkością skalarną.

Rozróżniamy prędkość chwilową cząstek poruszających się po torze oraz prędkość miejscową, określaną dla danej chwili i punktu toru. Wiązka linii prądu, które zakreślają poruszające się cząstki, bliskich sobie składa się na elementarną strugę cieczy. Przekrój strugi cieczy powstaje przez przecięcie płaszczyzną prostopadłą do kierunku ruchu strugi cieczy.

Strumień objętości, objętościowe natężenie lub wydatek objętościowy jest to objętość cieczy przepływająca przez przekrój poprzeczny strugi w jednostce czasu.

Qυ=A·υ; m3/s

gdzie:

Qυ – strumień objętości w m3/s,

A – przekrój poprzeczny strugi w m2,

υ – średnia prędkość przepływu w danym przekroju strugi w m3/s.

Strumień objętości pomnożony przez gęstość cieczy ρ (kg/m3) da nam strumień masy (masowe natężenie przepływu):

Qm= ρ·A·υ; kg/s

Warunki ciągłości ruchu

Wyróżnia się następujące rodzaje przepływów cieczy:

- przepływ o ruchu ustalonym lub zmienny (nieustalony),

- przepływ swobodny czyli niewymuszony i wymuszony,

- przepływ laminarny (uwarstwiony) lub turbulentny (burzliwy).

Strumień masy lub objętości (natężenie przepływu)w przewodzie zamkniętym (o przekroju stałym jak i zmiennym), w którym

 

Używamy plików cookie, żeby ciągle poprawiać jakość witryny.
Dowiedz się więcej.