የላሚናር ፈሳሽ እንቅስቃሴ ባህሪያት. የፈሳሽ ፍሰት ስርዓት በምን ላይ የተመሰረተ ነው? የመቋቋም እና ትርጉም ህጎች ፍቺ

የፈሳሽ እና የጋዝ ፍሰቶችን ባህሪያት ማጥናት ለኢንዱስትሪ እና ለመገልገያዎች በጣም አስፈላጊ ነው. ላሚናር እና የተዘበራረቀ ፍሰት ለተለያዩ ዓላማዎች የውሃ ፣ የዘይት እና የተፈጥሮ ጋዝ በቧንቧ መስመር የማጓጓዝ ፍጥነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል እና ሌሎች መለኪያዎች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። የሃይድሮዳይናሚክስ ሳይንስ እነዚህን ችግሮች ይመለከታል.

ምደባ

በሳይንሳዊ ማህበረሰብ ውስጥ የፈሳሽ እና የጋዞች ፍሰት ስርዓቶች በሁለት ሙሉ በሙሉ የተለያዩ ምድቦች ይከፈላሉ ።

  • ላሚናር (ጄት);
  • ብጥብጥ.

የሽግግር ደረጃም ተለይቷል. በነገራችን ላይ "ፈሳሽ" የሚለው ቃል ሰፋ ያለ ትርጉም አለው: የማይጨበጥ (ይህ በእርግጥ ፈሳሽ ነው), ሊታመም የሚችል (ጋዝ), መምራት, ወዘተ.

ዳራ

እ.ኤ.አ. በ 1880 ሜንዴሌቭ ሁለት ተቃራኒ የፍሰት ስርዓቶች መኖር የሚለውን ሀሳብ ገልፀዋል ። እንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ እና መሐንዲስ ኦስቦርን ሬይኖልድስ ይህንን ጉዳይ በጥልቀት አጥንተው ጥናታቸውን በ1883 አጠናቀዋል። በመጀመሪያ በተግባር እና ከዚያም ቀመሮችን በመጠቀም በዝቅተኛ ፍጥነት የፈሳሾች እንቅስቃሴ በ laminar መልክ እንደሚይዝ አረጋግጧል: ንብርብሮች (ቅንጣት ፍሰቶች) እምብዛም አይቀላቀሉም እና በትይዩ አቅጣጫዎች ይንቀሳቀሳሉ. ሆኖም ፣ የተወሰነ ወሳኝ እሴት ካሸነፈ በኋላ (ለተለያዩ ሁኔታዎች የተለየ ነው) ፣ የሬይኖልድስ ቁጥር ይባላል ፣ የፈሳሽ ፍሰት አገዛዞች ይለወጣሉ-የጄት ፍሰት ምስቅልቅል ፣ አዙሪት - ማለትም ፣ ብጥብጥ ይሆናል። እንደ ተለወጠ, እነዚህ መለኪያዎች በተወሰነ መጠንም የጋዞች ባህሪያት ናቸው.

የእንግሊዛዊው ሳይንቲስት ተግባራዊ ስሌቶች እንደሚያሳዩት የውሃ ባህሪው በሚፈስበት የውኃ ማጠራቀሚያ (ቧንቧ, ቻናል, ካፊላሪ, ወዘተ) ቅርፅ እና መጠን ላይ በጥብቅ ይወሰናል. ክብ ቅርጽ ያለው መስቀለኛ መንገድ ያላቸው ቧንቧዎች (እንደ የግፊት ቧንቧዎችን ለመትከል የሚያገለግሉ ናቸው) የራሳቸው ሬይኖልድስ ቁጥር አላቸው - ቀመሩ እንደሚከተለው ይገለጻል Re = 2300. በክፍት ቻናል ላይ ለሚፈስ ፍሰት, የተለየ ነው: Re = 900 በሪ ዝቅተኛ ዋጋዎች ፣ ፍሰቱ በከፍተኛ ዋጋዎች ይታዘዛል - ትርምስ .

የላሚናር ፍሰት

በ laminar ፍሰት እና በተለዋዋጭ ፍሰት መካከል ያለው ልዩነት የውሃ (ጋዝ) ፍሰቶች ተፈጥሮ እና አቅጣጫ ነው። እነሱ በንብርብሮች ውስጥ ይንቀሳቀሳሉ, ሳይቀላቀሉ እና ያለ ድብደባ. በሌላ አገላለጽ፣ እንቅስቃሴው በእኩል ደረጃ፣ በግፊት፣ በአቅጣጫ እና በፍጥነት ያለ የዘፈቀደ ዝላይ ነው።

የላሚናር ፈሳሽ ፈሳሽ ይፈጠራል, ለምሳሌ, ጠባብ ህይወት ያላቸው ፍጥረታት, የእፅዋት ሽፋን እና በተመጣጣኝ ሁኔታ, በጣም ዝልግልግ ፈሳሽ በሚፈስበት ጊዜ (በቧንቧ መስመር በኩል የነዳጅ ዘይት). የጄት ፍሰትን በግልፅ ለማየት የውሃውን ቧንቧ በትንሹ ይክፈቱ - ውሃው በእርጋታ ፣ በእኩል ፣ ሳይቀላቀል ይፈስሳል። ቧንቧው እስከመጨረሻው ከጠፋ, በሲስተሙ ውስጥ ያለው ግፊት ይጨምራል እና ፍሰቱ የተመሰቃቀለ ይሆናል.

የተበጠበጠ ፍሰት

በአቅራቢያው ያሉ ቅንጣቶች ከሞላ ጎደል በትይዩ አቅጣጫዎች ከሚንቀሳቀሱበት ከላሚናር ፍሰት በተቃራኒ፣ የተዘበራረቀ ፈሳሽ ፍሰት ችግር አለበት። የላግራንጅ አካሄድን ከተጠቀምን የንዑሳን ክፍሎች በዘፈቀደ እርስበርስ ሊገናኙ እና በማይታወቅ ሁኔታ ሊሠሩ ይችላሉ። በነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ የፈሳሽ እና የጋዞች እንቅስቃሴዎች ሁል ጊዜ የማይቆሙ ናቸው, እና የእነዚህ የማይንቀሳቀሱ መለኪያዎች በጣም ሰፊ ክልል ሊኖራቸው ይችላል.

የላሚናር የጋዝ ፍሰት እንዴት ወደ ሁከት እንደሚቀየር በረጋ አየር ውስጥ ከሚነድ ሲጋራ የጭስ ጅረት ምሳሌን ማግኘት ይቻላል። መጀመሪያ ላይ፣ ቅንጦቹ በጊዜ ሂደት በማይለዋወጡ ትራኮች ላይ ከሞላ ጎደል ትይዩ ይንቀሳቀሳሉ። ጭሱ የማይንቀሳቀስ ይመስላል። ከዚያም, በአንዳንድ ቦታዎች, ትላልቅ ሽክርክሪትዎች በድንገት ይከሰታሉ እና ሙሉ በሙሉ በተዘበራረቁ ይንቀሳቀሳሉ. እነዚህ ሽክርክሪቶች ወደ ትናንሽ, ወደ ትናንሽ, ወዘተ ይከፋፈላሉ. በመጨረሻም ጭሱ ከአካባቢው አየር ጋር ይቀላቀላል.

የብጥብጥ ዑደቶች

ከላይ የተገለጸው ምሳሌ የመማሪያ መጽሐፍ ነው, እና ሳይንቲስቶች ከተመለከቱት, የሚከተሉትን መደምደሚያዎች ደርሰዋል.

  1. የላሚናር እና የተዘበራረቀ ፍሰት በተፈጥሮ ውስጥ ፕሮባቢሊቲካዊ ናቸው-ከአንዱ ገዥ አካል ወደ ሌላ ሽግግር በትክክል በተጠቀሰው ቦታ ላይ አይከሰትም ፣ ግን በዘፈቀደ ፣ በዘፈቀደ ቦታ።
  2. በመጀመሪያ, ትላልቅ ሽክርክሪትዎች ይታያሉ, መጠናቸው ከጭስ ጅረት መጠን ይበልጣል. እንቅስቃሴው ያልተረጋጋ እና ከፍተኛ አኒሶትሮፒክ ይሆናል. ትላልቅ ፍሰቶች መረጋጋትን ያጣሉ እና ወደ ትናንሽ እና ትናንሽ ይከፋፈላሉ. ስለዚህ, አንድ ሙሉ የ vortices ተዋረድ ይነሳል. የእንቅስቃሴያቸው ኃይል ከትልቅ ወደ ትንሽ ይተላለፋል, እና በዚህ ሂደት መጨረሻ ላይ ይጠፋል - የኃይል ብክነት በትንሽ መጠን ይከሰታል.
  3. የተዘበራረቀ ፍሰት አገዛዝ በዘፈቀደ ተፈጥሮ ነው፡ አንድ ወይም ሌላ አዙሪት ሙሉ በሙሉ በዘፈቀደና በማይታወቅ ቦታ ላይ ሊደርስ ይችላል።
  4. ጭስ ከአካባቢው አየር ጋር መቀላቀል በተጨባጭ በ laminar ሁኔታዎች ውስጥ አይከሰትም, ነገር ግን በተዘበራረቀ ሁኔታ ውስጥ በጣም ኃይለኛ ነው.
  5. ምንም እንኳን የድንበሩ ሁኔታዎች ቋሚ ቢሆኑም, ብጥብጥ እራሱ ግልጽ ያልሆነ ቋሚ ባህሪ አለው - ሁሉም የጋዝ-ተለዋዋጭ መለኪያዎች በጊዜ ሂደት ይለወጣሉ.

ሌላ አስፈላጊ የብጥብጥ ንብረት አለ-ሁልጊዜ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ነው. በፓይፕ ውስጥ ባለ አንድ አቅጣጫዊ ፍሰትን ወይም ባለ ሁለት አቅጣጫዊ የድንበር ሽፋንን ብናስብ እንኳን, የተዘበራረቁ ሽክርክሪትዎች እንቅስቃሴ አሁንም በሶስቱ አስተባባሪ መጥረቢያዎች አቅጣጫዎች ውስጥ ይከሰታል.

ሬይኖልድስ ቁጥር፡ ቀመር

ከላሚናሪቲ ወደ ብጥብጥ የሚደረግ ሽግግር ወሳኝ በሚባለው የሬይኖልድስ ቁጥር ይታወቃል፡

Re cr = (ρuL/µ) cr፣

የት ρ ፍሰት ጥግግት ነው, u ባሕርይ ፍሰት ፍጥነት ነው; L የፍሰቱ የባህሪ መጠን ነው፣ µ ኮፊሸን ነው cr - ክብ ቅርጽ ያለው መስቀለኛ መንገድ ባለው ቧንቧ በኩል የሚፈስ ነው።

ለምሳሌ ፣ በፓይፕ ውስጥ ካለው ፍጥነት u ጋር ፣ኤል ኦስቦርን ሬይኖልድስ እንደሚያሳየው በዚህ ሁኔታ 2300 ጥቅም ላይ ይውላል ።

በጠፍጣፋው ላይ ባለው የድንበር ሽፋን ላይ ተመሳሳይ ውጤት ይገኛል. ከጣፋዩ መሪው ጫፍ ያለው ርቀት እንደ ባህሪ መጠን ይወሰዳል, እና ከዚያ: 3 × 10 5

የፍጥነት መዛባት ጽንሰ-ሀሳብ

የላሚናር እና የተበጠበጠ ፈሳሽ ፍሰት, እና, በዚህ መሠረት, የሬይኖልድስ ቁጥር (ሪ) ወሳኝ ዋጋ በብዙ ምክንያቶች ላይ የተመሰረተ ነው-የግፊት ቅልጥፍና, የሸካራነት ቱቦዎች ቁመት, በውጫዊ ፍሰት ውስጥ ያለው የብጥብጥ ጥንካሬ, የሙቀት ልዩነት, ወዘተ. ምቾት, እነዚህ አጠቃላይ ምክንያቶችም እንዲሁ ተብለው ይጠራሉ የፍጥነት ረብሻ , በፍሰቱ መጠን ላይ የተወሰነ ተጽእኖ ስላላቸው. ይህ ብጥብጥ ትንሽ ከሆነ፣ የፍጥነት መስኩን ለማመጣጠን በሚፈልጉ ዊዝ ሃይሎች ሊጠፋ ይችላል። በትልቅ ብጥብጥ, ፍሰቱ መረጋጋት ሊያጣ ይችላል እና ብጥብጥ ይከሰታል.

የሬይኖልድስ ቁጥር አካላዊ ትርጉሙ የማይነቃቁ ኃይሎች እና የእይታ ኃይሎች ጥምርታ መሆኑን ከግምት ውስጥ በማስገባት የፍሰቶች ረብሻ በቀመርው ስር ይወድቃል።

ዳግም = ρuL/µ = ρu 2 /(µ×(u/L))።

አሃዛዊው የፍጥነት ግፊትን በእጥፍ ይይዛል፣ እና መለያው የድንበር ንጣፍ ውፍረት እንደ L ከተወሰደ የግጭት ጭንቀት ቅደም ተከተል መጠን ይይዛል። የከፍተኛ ፍጥነት ግፊቱ ሚዛኑን ለማጥፋት ይሞክራል, ነገር ግን ይህ ይቃወማል. ነገር ግን, ለምን (ወይም የፍጥነት ግፊት) ወደ ለውጦች የሚመራው ለምንድነው ግልጽ አይደለም, ከ viscous ኃይሎች 1000 እጥፍ ሲበልጡ ብቻ ነው.

ስሌቶች እና እውነታዎች

ምናልባት የፍጥነት ረብሻን እንደ ፍፁም ፍሰት ፍጥነት ከመጠቀም የበለጠ አመቺ ይሆናል። በዚህ ሁኔታ, የወሳኙ የሬይኖልድስ ቁጥር በ 10 ቅደም ተከተል ይሆናል, ማለትም, የፍጥነት ግፊቱ ረብሻ ከ viscous ጭንቀቶች በ 5 እጥፍ ሲበልጥ, የላሜራ ፈሳሹ ፈሳሽ ይረብሸዋል. ይህ የሪ ትርጉም፣ እንደ በርካታ ሳይንቲስቶች፣ የሚከተሉትን በሙከራ የተረጋገጡ እውነታዎችን በሚገባ ያብራራል።

በሐሳብ ደረጃ ወጥ የሆነ የፍጥነት መገለጫ በጥሩ ሁኔታ ለስላሳ ወለል ላይ፣ በባህላዊው የተወሰነው ቁጥር Re cr ወደ ማለቂያ የለውም፣ ማለትም፣ ወደ ብጥብጥ የሚደረግ ሽግግር በትክክል አይታይም። ነገር ግን የሬይኖልድስ ቁጥር, የፍጥነት ብጥብጥ መጠን የሚወሰነው, ከወሳኙ ያነሰ ነው, እሱም ከ 10 ጋር እኩል ነው.

ከዋናው ፍጥነት ጋር የሚነፃፀር የፍጥነት ፍንዳታ የሚፈጥሩ ሰው ሰራሽ ተርባይተሮች ባሉበት ጊዜ ፍሰቱ ከፍጥነቱ ፍፁም እሴት ከተወሰነው ሬይኖልድስ ቁጥር በጣም ባነሰ ዋጋ ይረብሸዋል። ይህ ከላይ በተጠቀሱት ምክንያቶች የተፈጠረው የፍጥነት መዛባት ፍፁም ዋጋ እንደ ባህሪው ፍጥነት ጥቅም ላይ የሚውልበት የ Coefficient Re cr = 10 ዋጋን ለመጠቀም ያስችላል።

በቧንቧ መስመር ውስጥ የላሜራ ፍሰት መረጋጋት

የላሚናር እና የተበጠበጠ ፍሰት በተለያየ ሁኔታ ውስጥ ያሉ ሁሉም ዓይነት ፈሳሾች እና ጋዞች ባህሪያት ናቸው. በተፈጥሮ ውስጥ የላሚናር ፍሰቶች እምብዛም አይደሉም እና ባህሪያት ናቸው, ለምሳሌ, በጠፍጣፋ ሁኔታዎች ውስጥ ጠባብ የመሬት ውስጥ ፍሰቶች. ይህ ጉዳይ ሳይንቲስቶችን በውሃ ፣ ዘይት ፣ ጋዝ እና ሌሎች ቴክኒካል ፈሳሾችን በቧንቧ ለማጓጓዝ በተግባራዊ አተገባበር ሁኔታ የበለጠ ያሳስባቸዋል።

የላሚናር ፍሰት መረጋጋት ጉዳይ ከዋናው ፍሰት የተዛባ እንቅስቃሴ ጥናት ጋር በቅርበት የተያያዘ ነው. ትንንሽ ብጥብጥ ለሚባሉት ነገሮች መጋለጡ ተረጋግጧል። ከጊዜ ወደ ጊዜ እየደበዘዙ ወይም እያደጉ እንደሆነ, ዋናው ፍሰት የተረጋጋ ወይም ያልተረጋጋ እንደሆነ ይቆጠራል.

የታመቀ እና የማይታመም ፈሳሽ ፍሰት

የላሚናር እና የተዘበራረቀ ፈሳሽ ፍሰት ላይ ተጽዕኖ ከሚያሳድሩ ምክንያቶች አንዱ መጭመቅ ነው። ይህ የፈሳሽ ንብረት በተለይም በዋና ፍሰት ላይ ፈጣን ለውጥ በማድረግ ያልተረጋጋ ሂደቶችን መረጋጋት ሲያጠና በጣም አስፈላጊ ነው.

ጥናቶች እንደሚያሳዩት በሲሊንደሪክ መስቀል-ክፍል ቧንቧዎች ውስጥ ያለው የማይጨናነቅ ፈሳሽ የላሚናር ፍሰት በአንጻራዊ ሁኔታ አነስተኛ axisymmetric እና ጊዜ እና ቦታ ላይ ያልሆኑ axisymmetric ረብሻ የመቋቋም ነው.

በቅርብ ጊዜ, ስሌቶች በሲሊንደሪክ ቱቦ ውስጥ ባለው የመግቢያ ክፍል ውስጥ ባለው ፍሰት መረጋጋት ላይ በአክሲሚሜትሪክ ብጥብጥ ተፅእኖ ላይ ተካሂደዋል, ዋናው ፍሰት በሁለት መጋጠሚያዎች ላይ የተመሰረተ ነው. በዚህ ሁኔታ በቧንቧው ዘንግ ላይ ያለው መጋጠሚያ በዋናው ፍሰት ቧንቧ ራዲየስ ላይ ያለው የፍጥነት መገለጫ የሚመረኮዝበት እንደ መለኪያ ይቆጠራል።

ማጠቃለያ

ለብዙ መቶ ዓመታት ጥናት ቢደረግም, ሁለቱም የላሚናር እና የተዘበራረቁ ፍሰቶች በደንብ የተጠኑ ናቸው ማለት አይቻልም. በጥቃቅን ደረጃ ያሉ የሙከራ ጥናቶች ምክንያታዊ ስሌትን የሚሹ አዳዲስ ጥያቄዎችን ያስነሳሉ። የጥናቱ ባህሪም ተግባራዊ ጠቀሜታዎች አሉት፡ በሺዎች የሚቆጠሩ ኪሎ ሜትሮች የውሃ፣ የዘይት፣ የጋዝ እና የምርት ቧንቧዎች በመላው አለም ተዘርግተዋል። በመጓጓዣ ጊዜ ብጥብጥ ለመቀነስ የበለጠ ቴክኒካዊ መፍትሄዎች ተግባራዊ ይሆናሉ, የበለጠ ውጤታማ ይሆናል.

የላሚናር ፍሰትፈሳሽ የፈሳሽ ቅንጣቶች ሳይቀላቀሉ እና የፍጥነት እና የግፊት መጨናነቅ ሳይኖር የንብርብር ፍሰት ይባላል።

በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ጄ ስቶክስ የተቋቋመው የክብ ቧንቧ መስቀለኛ መንገድ ላይ የፍጥነት ማከፋፈያ ህግ በላሚናር የእንቅስቃሴ ሁነታ

,

የት
,

- በርዝመቱ ውስጥ የጭንቅላት ማጣት.


፣ ማለትም እ.ኤ.አ. በቧንቧ ዘንግ ላይ
,

.

ከላሚን እንቅስቃሴ ጋር, በቧንቧው መስቀለኛ መንገድ ላይ ያለው የፍጥነት ዲያግራም አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው ፓራቦላ ቅርጽ ይኖረዋል.

የተዘበራረቀ የፈሳሽ እንቅስቃሴ

ብጥብጥየፈሳሹን ከፍተኛ ውህደት እና የፍጥነት እና የግፊት መጨናነቅ ጋር አብሮ የሚሄድ ፍሰት ይባላል።

ሽክርክሪቶች በመኖራቸው እና የፈሳሽ ቅንጣቶችን በከፍተኛ ሁኔታ በመደባለቅ ፣ በማንኛውም ጊዜ በተዘበራረቀ ፍሰት ውስጥ በማንኛውም ጊዜ በተወሰነ ቅጽበት በእሴት እና በአቅጣጫ የራሱ የሆነ ፈጣን የአካባቢ ፍጥነት አለ። , እና በዚህ ነጥብ ውስጥ የሚያልፉ ቅንጣቶች አቅጣጫ የተለየ መልክ አላቸው (በቦታ ውስጥ የተለያዩ ቦታዎችን ይይዛሉ እና የተለያዩ ቅርጾች አላቸው). በቅጽበት የአካባቢ ፍጥነት ጊዜ ውስጥ እንዲህ ያለ መለዋወጥ ይባላል ፍጥነት ምት. በግፊት ተመሳሳይ ነገር ይከሰታል. ስለዚህ, የተበጠበጠ እንቅስቃሴ ያልተረጋጋ ነው.

አማካኝ የአካባቢ ፍጥነት ū - ምናባዊ አማካኝ ፍጥነት በአንድ የተወሰነ የፍሰቱ ነጥብ ላይ በበቂ ሁኔታ ረዘም ላለ ጊዜ፣ ይህም በቅጽበት ፍጥነቶች ላይ ጉልህ ለውጦች ቢደረጉም ዋጋው ቋሚ እና ከወራጅ ዘንግ ጋር ትይዩ ሆኖ ይቆያል።

.

o Prandtl ሁከት ያለው ፍሰት ሁለት ክልሎችን ያቀፈ ነው። laminar sublayerእና ብጥብጥ ኮርፍሰት ፣ በመካከላቸው ሌላ ቦታ አለ - የሽግግር ንብርብር. የ laminar sublayer ጥምረት እና በሃይድሮዳይናሚክስ ውስጥ የሽግግር ንብርብር ብዙውን ጊዜ ይባላል የድንበር ሽፋን.

በቧንቧ ግድግዳዎች ላይ በቀጥታ የተቀመጠው የላሚናር ንዑስ ክፍል በጣም ትንሽ ውፍረት አለው δ , በቀመር ሊወሰን ይችላል

.

በሽግግሩ ንብርብር ውስጥ, የ laminar ፍሰት አስቀድሞ ቅንጣቶች transverse እንቅስቃሴ በማድረግ ረብሻ ነው, እና ተጨማሪ ነጥቡ ከቧንቧ ግድግዳ ላይ የሚገኝ ሲሆን, ቅንጣት መቀላቀልን ከፍተኛ ነው. የዚህ ንብርብር ውፍረትም ትንሽ ነው, ነገር ግን ግልጽ የሆነ ድንበር ማዘጋጀት አስቸጋሪ ነው.

የቀጥታ መስቀል-ክፍል ፍሰቱ ዋናው ክፍል በፍሰቱ እምብርት የተያዘ ሲሆን በውስጡም ኃይለኛ ድብልቅ ቅንጣቶች ይስተዋላል, ስለዚህ በአጠቃላይ ፍሰቱ ውስጥ የተዘበራረቀ እንቅስቃሴን የሚያመለክት ነው.

የሃይድሮሊክ ለስላሳ እና ሻካራ ቧንቧዎች ጽንሰ-ሀሳብ

የቧንቧዎች, ሰርጦች, ትሪዎች ግድግዳዎች ወለል አንድ ወይም ሌላ ሸካራነት አላቸው. በ Δ ፊደል የሸካራነት ፐሮግራሞችን ቁመት እንጥቀስ. መጠኑ Δ ይባላል ፍጹም ሻካራነትእና ከቧንቧው ዲያሜትር (Δ/d) ጋር ያለው ጥምርታ - አንጻራዊ ሸካራነት; የንፅፅር ሸካራነት ተገላቢጦሽ እሴት ይባላል አንጻራዊ ለስላሳነት(መ/Δ)።

የ laminar sublayer ውፍረት ሬሾ ላይ በመመስረት δ እና ሻካራነት ፕሮቲሲስ Δ ቁመቶች ተለይተዋል በሃይድሮሊክ ለስላሳእና ሻካራቧንቧዎች. የ laminar sublayer በቧንቧ ግድግዳዎች ላይ ያሉትን ሁሉንም ፕሮቲኖች ሙሉ በሙሉ የሚሸፍን ከሆነ, ማለትም. δ>Δ, ቧንቧዎች በሃይድሮሊክ ለስላሳነት ይቆጠራሉ. በ δ<Δ трубы считаются гидравлически шероховатыми. Так как значение δ зависит от Re, то одна и та же труба может быть в одних и тех же условиях гидравлически гладкой (при малых Re), а в других – шероховатой (при больших Re).

ትምህርት ቁጥር 9

የሃይድሮሊክ ኪሳራዎች

አጠቃላይ መረጃ.

እውነተኛ ፈሳሽ ፍሰት በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የግፊት ኪሳራዎች ይከሰታሉ ፣ ምክንያቱም የፍሰቱ የተወሰነ ኃይል ክፍል የተለያዩ የሃይድሮሊክ መከላከያዎችን ለማሸነፍ ይውላል። የጭንቅላት መጥፋትን በቁጥር መወሰን የሃይድሮዳይናሚክስ በጣም አስፈላጊ ከሆኑ ችግሮች አንዱ ነው ፣ ይህም ሳይፈታ የቤርኖሊ እኩልታ ተግባራዊ አጠቃቀም የማይቻል ነው-

የት α – Kinetic energy Coefficient 1.13 ለትረብሻ ፍሰት እና 2 ለላሜራ ፍሰት; - አማካይ ፍሰት ፍጥነት; - በክፍል 1 እና 2 መካከል ባለው ክልል ውስጥ ያለው ፍሰት ልዩ የሜካኒካል ኃይል መቀነስ ፣ በውስጣዊ ግጭት ኃይሎች ምክንያት ይከሰታል።

የተወሰነ ኃይል ማጣት (ግፊት) ፣ ወይም ብዙውን ጊዜ እንደሚጠሩት ፣ የሃይድሮሊክ ኪሳራዎች, በሰርጡ ቅርፅ, መጠን, የፍሰት ፍጥነት እና የፈሳሽ መጠን, እና አንዳንድ ጊዜ በእሱ ውስጥ ባለው ፍጹም ግፊት ላይ ይወሰናል. የፈሳሹ viscosity, ምንም እንኳን የሁሉም የሃይድሮሊክ ኪሳራ ዋና መንስኤ ቢሆንም, ሁልጊዜም በትልቅነታቸው ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ አይኖረውም.

ሙከራዎች እንደሚያሳዩት ፣ በብዙ ፣ ግን በሁሉም ሁኔታዎች ውስጥ ፣ የሃይድሮሊክ ኪሳራዎች ከፈሳሹ ፍሰት ፍጥነት ጋር ወደ ሁለተኛው ኃይል በግምት ይመሳሰላሉ ፣ ስለሆነም በሃይድሮሊክ ውስጥ በሃይድሮሊክ ውስጥ አጠቃላይ የጭንቅላት አጠቃላይ የሃይድሮሊክ ኪሳራ መስመራዊ አሃዶች ተቀባይነት አላቸው ።

,

ወይም በግፊት አሃዶች ውስጥ

.

ይህ አገላለጽ ምቹ ነው ምክንያቱም ልኬት የሌለው የተመጣጣኝ ቅንጅት ያካትታል ζ ተብሎ ይጠራል የመጥፋት ምክንያት ፣ወይም የመቋቋም Coefficient, አንድ የተወሰነ ሰርጥ የሚሆን ዋጋ ይህም የመጀመሪያው ሻካራ approximation ውስጥ ቋሚ ነው.

የመጥፋት ጥምርታ ζ, ስለዚህ የጠፋው ጭንቅላት እና የፍጥነት ጭንቅላት ጥምርታ አለ።

የሃይድሮሊክ ኪሳራዎች ብዙውን ጊዜ ወደ አካባቢያዊ ኪሳራዎች እና ርዝመቶች የተከፋፈሉ ናቸው።

ኤም የተፈጥሮ ኪሳራዎችኢነርጂ የሚከሰተው በአካባቢው የሃይድሮሊክ መከላከያ ተብሎ በሚጠራው ነው, ማለትም. በሰርጡ ቅርፅ እና መጠን ላይ የአካባቢ ለውጦች ፣ የፍሰቱ መበላሸት ያስከትላል። አንድ ፈሳሽ በአካባቢያዊ መከላከያዎች ውስጥ ሲፈስ, ፍጥነቱ ይለወጣል እና ብዙውን ጊዜ ትላልቅ ሽክርክሪትዎች ይታያሉ. የኋለኛው ፍሰቱ ከግድግዳዎች ከሚለይበት ቦታ በስተጀርባ የተፈጠሩ እና የፈሳሽ ቅንጣቶች በዋናነት በተዘጉ ኩርባዎች ወይም ወደ እነሱ ቅርብ በሆኑ አቅጣጫዎች የሚንቀሳቀሱባቸውን ቦታዎች ይወክላሉ።

የአካባቢያዊ የግፊት ኪሳራዎች የቫይስባክ ቀመርን በመጠቀም ይወሰናሉ

,

ወይም በግፊት አሃዶች ውስጥ

,

የት - ይህ የአከባቢ መከላከያ በተጫነበት ቧንቧ ውስጥ አማካኝ-ክፍል ፍጥነት.

የቧንቧው ዲያሜትር እና, በውጤቱም, በውስጡ ያለው ፍጥነት በርዝመቱ ውስጥ ቢለያይ, እንደ የንድፍ ፍጥነት, ማለትም ትላልቅ ፍጥነቶችን ለመውሰድ የበለጠ አመቺ ነው. ከትንሽ የቧንቧው ዲያሜትር ጋር የሚዛመደው.

እያንዳንዱ የአካባቢ ተቃውሞ የራሱ የመቋቋም Coefficient ዋጋ ባሕርይ ነው ζ , ይህም በብዙ ሁኔታዎች በግምት ለአንድ የተወሰነ የአካባቢያዊ ተቃውሞ እንደ ቋሚ ሊቆጠር ይችላል.

የግጭት ኪሳራዎችርዝመቱ በቋሚ መስቀለኛ መንገድ ቀጥተኛ ቧንቧዎች ውስጥ በንጹህ መልክ የሚከሰቱ የኃይል ኪሳራዎች ናቸው ፣ ማለትም ፣ ማለትም። ተመሳሳይ በሆነ ፍሰት, እና ከቧንቧው ርዝመት ጋር በተመጣጣኝ መጠን መጨመር. ከግምት ውስጥ የሚገቡት ኪሳራዎች በፈሳሽ ውስጥ ባሉ ውስጣዊ ኪሳራዎች ምክንያት ነው, እና ስለዚህ በሸካራነት ላይ ብቻ ሳይሆን ለስላሳ ቱቦዎችም ይከሰታሉ.

የግጭት ጭንቅላት ኪሳራዎች ለሃይድሮሊክ ኪሳራዎች አጠቃላይ ቀመርን በመጠቀም ሊገለጹ ይችላሉ ፣ ማለትም ።

,

ሆኖም ፣ ቅንጅቱ የበለጠ ምቹ ነው። ζ አንጻራዊ ረጅም ቧንቧ ጋር መገናኘት ኤል/ .

ከዲያሜትሩ ጋር እኩል የሆነ ርዝመት ያለው ክብ ቧንቧ አንድ ክፍል እንውሰድ እና ኪሳራውን በ λ . ከዚያም ለጠቅላላው ረዥም ቧንቧ ኤል እና ዲያሜትር . የኪሳራ መንስኤው ውስጥ ይሆናል ኤል/ ብዙ ጊዜ:

.

ከዚያ በግጭት ምክንያት የግፊት ኪሳራ የሚወሰነው በWeisbach-Darcy ቀመር ነው-

,

ወይም በግፊት አሃዶች ውስጥ

.

ልኬት የሌለው ቅንጅት λ ተብሎ ይጠራል በርዝመቱ ውስጥ የግጭት ኪሳራ ቅንጅት ፣ወይም Darcy Coefficient.በግጭት ምክንያት በሚፈጠረው ግፊት መጥፋት እና የቧንቧው አንጻራዊ ርዝመት እና የፍጥነት ግፊት ውጤት መካከል የተመጣጠነ ተመጣጣኝነት (coefficient) ተብሎ ሊወሰድ ይችላል።

ኤን የኮፊፊሽኑን አካላዊ ትርጉም ለማወቅ አስቸጋሪ ነው። λ , ርዝመት ያለው የሲሊንደሪክ መጠን ባለው ቧንቧ ውስጥ የአንድ ወጥ እንቅስቃሴ ሁኔታን ከግምት ውስጥ ካስገባን ኤልእና ዲያሜትር ፣ ማለትም እ.ኤ.አ. በድምጽ መጠን ላይ የሚሰሩ ኃይሎች ድምር ከዜሮ ጋር እኩልነት-የግፊት ኃይሎች እና የግጭት ኃይሎች። ይህ እኩልነት መልክ አለው

,

የት - በቧንቧ ግድግዳ ላይ የግጭት ጭንቀት.

ግምት ውስጥ ከሆነ
, ማግኘት ይችላሉ

,

እነዚያ። ቅንጅት λ በቧንቧ ግድግዳ ላይ ካለው የግጭት ጭንቀት እና በአማካይ ፍጥነት ከሚወሰነው ተለዋዋጭ ግፊት ጋር ተመጣጣኝ እሴት ነው።

በቋሚ መስቀለኛ መንገድ ቧንቧው ላይ ያለው የማይታመም ፈሳሽ የቮልሜትሪክ ፍሰት ቋሚነት ምክንያት የሃይድሮሊክ መከላከያ እና የግፊት ኪሳራዎች ቢኖሩም ፍጥነቱ እና የተወሰነ የኪነቲክ ሃይል እንዲሁ ቋሚ ናቸው. በዚህ ሁኔታ ውስጥ ያለው የግፊት መጥፋት የሚወሰነው በሁለት የፓይዞሜትር ንባብ ልዩነት ነው.

ትምህርት ቁጥር 10

በዝቅተኛ ፍጥነት የሚታየው የፈሳሽ እንቅስቃሴ፣ የግለሰብ ፈሳሾች እርስ በርስ ትይዩ እና የፍሰት ዘንግ በትይዩ የሚንቀሳቀሱበት፣ የላሚናር ፈሳሽ እንቅስቃሴ ይባላል።

በሙከራዎች ውስጥ የላሚናር እንቅስቃሴ ሁኔታ

ስለ ፈሳሽ እንቅስቃሴ የላሚናር ስርዓት በጣም ግልፅ ሀሳብ ከሬይኖልድስ ሙከራ ሊገኝ ይችላል። ዝርዝር መግለጫ.

ፈሳሹ ከገንዳው ውስጥ ግልጽ በሆነ ቱቦ ውስጥ ይወጣና በቧንቧው በኩል ወደ ፍሳሽ ማስወገጃው ይሄዳል. ስለዚህ ፈሳሹ በተወሰነ ትንሽ እና ቋሚ ፍሰት መጠን ይፈስሳል.

በቧንቧው መግቢያ ላይ አንድ ባለ ቀለም መካከለኛ ወደ ፍሰቱ ማዕከላዊ ክፍል የሚገባበት ቀጭን ቱቦ አለ.

ቀለም በዝቅተኛ ፍጥነት በሚንቀሳቀስ የፈሳሽ ፍሰት ውስጥ ሲገባ, ቀይ ቀለም በእኩል ዥረት ውስጥ ይንቀሳቀሳል. ከዚህ ሙከራ ፈሳሹ ድብልቅ እና ሽክርክሪት ሳይፈጠር በተነባበረ መንገድ ይፈስሳል ብለን መደምደም እንችላለን።

ይህ የፈሳሽ ፍሰት ዘዴ ብዙውን ጊዜ ላሚናር ይባላል።

የቧንቧ ዘንግ አግድም በሆነበት ሁኔታ እራሳችንን በመገደብ የ laminar አገዛዝ መሰረታዊ ህጎችን በክብ ቧንቧዎች ውስጥ ወጥ በሆነ እንቅስቃሴ እናስብ።

በዚህ ሁኔታ, ቀድሞውኑ የተሰራውን ፍሰት እንመለከታለን, ማለትም. በአንድ ክፍል ውስጥ ፍሰት, ጅምር በቧንቧው ክፍል ላይ የመጨረሻውን የተረጋጋ የፍጥነት ስርጭትን በሚያቀርብ ርቀት ላይ ከቧንቧው የመግቢያ ክፍል ላይ ይገኛል.

የላሚናር ፍሰት ገዥው አካል የተደራረበ (ጄት) ባህሪ እንዳለው እና ቅንጣቶች ሳይደባለቁ የሚከሰት መሆኑን ከግምት ውስጥ በማስገባት ፣ በ laminar ፍሰት ውስጥ ከቧንቧው ዘንግ ጋር ትይዩ ፍጥነቶች ብቻ ሊኖሩ እንደሚችሉ መታሰብ አለበት ፣ ተሻጋሪ ፍጥነቶች ግን አይገኙም።

አንድ ሰው በዚህ ሁኔታ ውስጥ የሚንቀሳቀሰው ፈሳሽ እጅግ በጣም ብዙ ቁጥር የሌላቸው ቀጭን የሲሊንደሪክ ንብርብሮች የተከፋፈለ ይመስላል, ከቧንቧው ዘንግ ጋር ትይዩ እና አንዱን ወደ ውስጥ በተለያየ ፍጥነት በማንቀሳቀስ, ከግድግዳው ወደ ሚያልቅ አቅጣጫ እየጨመረ ይሄዳል. የቧንቧው ዘንግ.

በዚህ ሁኔታ, በንብርብሩ ውስጥ ያለው ፍጥነት በማጣበቂያው ውጤት ምክንያት ከግድግዳዎች ጋር በቀጥታ የሚገናኝበት ፍጥነት ዜሮ ነው እና በቧንቧው ዘንግ ላይ በሚንቀሳቀስ ንብርብር ውስጥ ከፍተኛውን እሴት ይደርሳል.

የላሚናር ፍሰት ቀመር

ተቀባይነት ያለው የእንቅስቃሴ እቅድ እና ከላይ የቀረቡት ግምቶች የፍጥነት ማከፋፈያ ህግን በ laminar mode ውስጥ ባለው የመስቀለኛ ክፍል ውስጥ በንድፈ ሀሳብ ለማቋቋም ያስችላሉ።

ይህንን ለማድረግ የሚከተሉትን እናደርጋለን. የቧንቧውን ውስጣዊ ራዲየስ በ r እናሳይ እና በመስቀለኛ ክፍል ኦ መሃል ላይ ያለውን የመጋጠሚያዎች አመጣጥ እንመርጣለን ፣ የ x ዘንግ በቧንቧው ዘንግ ላይ እና የ z ዘንግ በአቀባዊ እንመርጣለን።

አሁን በፓይፕ ውስጥ ያለውን የፈሳሽ መጠን በተወሰነ ራዲየስ y እና ርዝመት L ሲሊንደር ውስጥ እንመርጥ እና የቤርኑሊ እኩልታ እንጠቀምበት። በቧንቧው አግድም ዘንግ ምክንያት z1=z2=0, ከዚያም

የት R የተመረጠው የሲሊንደሪክ መጠን = y / 2 ክፍል ሃይድሮሊክ ራዲየስ ነው.

τ - አሃድ የግጭት ኃይል = - μ * dυ / dy

የ R እና τ እሴቶችን ወደ መጀመሪያው እኩልነት በመተካት።

የተለያዩ የ y መጋጠሚያ ዋጋዎችን በመግለጽ በክፍሉ ውስጥ በማንኛውም ቦታ ፍጥነቶችን ማስላት ይችላሉ። ከፍተኛው ፍጥነት በግልጽ በy=0 ይሆናል፣ i.e. በቧንቧው ዘንግ ላይ.

ይህንን እኩልነት በግራፊክ ለመወከል ፍጥነቱን ከአንዳንድ የዘፈቀደ ቀጥተኛ መስመር AA በተወሰነ ደረጃ በፈሳሽ ፍሰት ላይ በሚመሩ ክፍሎች መልክ ማቀድ እና የክፍሎቹን ጫፎች ለስላሳ ኩርባ ማገናኘት ያስፈልጋል።

የተገኘው ኩርባ በፍሰቱ መስቀለኛ ክፍል ውስጥ ያለውን የፍጥነት ማከፋፈያ ኩርባ ይወክላል።

በመስቀለኛ ክፍል ላይ የግጭት ኃይል τ ለውጦች ግራፍ ፍጹም የተለየ ይመስላል። ስለዚህ በሲሊንደሪክ ፓይፕ ውስጥ ባለው የላሚናር ሞድ ውስጥ, በፍሰቱ መስቀለኛ መንገድ ውስጥ ያለው ፍጥነቶች በፓራቦሊክ ህግ መሰረት ይለወጣሉ, እና የታንጀንት ጭንቀቶች በመስመር ህግ መሰረት ይለወጣሉ.

የተገኙት ውጤቶች ሙሉ በሙሉ የተገነቡ የላሜራ ፍሰት ላላቸው የቧንቧ ክፍሎች ትክክለኛ ናቸው. እንደ እውነቱ ከሆነ, በቧንቧው ውስጥ ከላሚናር አገዛዝ ጋር የሚዛመድ የፓራቦሊክ ፍጥነት ማከፋፈያ ህግ ከመቋቋሙ በፊት ወደ ቧንቧው የሚገባው ፈሳሽ ከመግቢያው ክፍል የተወሰነ ክፍል ማለፍ አለበት.

በፓይፕ ውስጥ የላሜራ አገዛዝ እድገት

በፓይፕ ውስጥ የላሚናር አገዛዝ እድገት እንደሚከተለው ሊታሰብ ይችላል. ለምሳሌ, ፈሳሽ ከትልቅ የውኃ ማጠራቀሚያ ውስጥ ወደ ቧንቧው ውስጥ ይግቡ, የመግቢያ ቀዳዳው ጠርዝ በደንብ የተጠጋጋ ነው.

በዚህ ሁኔታ ፣ በመግቢያው መስቀል ክፍል በሁሉም ቦታዎች ላይ ያሉት ፍጥነቶች በጣም ቀጭን ከሚባሉት የግድግዳ ንብርብር (በግድግዳው አቅራቢያ) ከሚባሉት በስተቀር ፣ በፈሳሹ መጣበቅ ምክንያት ተመሳሳይ ይሆናሉ። በግድግዳዎች ላይ, በድንገት ወደ ዜሮ ፍጥነት መቀነስ ይከሰታል. ስለዚህ, በመግቢያው ክፍል ውስጥ ያለው የፍጥነት ከርቭ ቀጥታ መስመር ክፍል ውስጥ በትክክል በትክክል ሊወክል ይችላል.

ከመግቢያው ርቀን ስንሄድ, በግድግዳዎች ላይ በተፈጠረው ግጭት ምክንያት, ከድንበር ሽፋን አጠገብ ያሉት የፈሳሽ ንብርብሮች ፍጥነት መቀነስ ይጀምራሉ, የዚህ ንብርብር ውፍረት ቀስ በቀስ ይጨምራል, እና በውስጡ ያለው እንቅስቃሴ, በተቃራኒው, ፍጥነት ይቀንሳል.

የፍሰቱ ማዕከላዊ ክፍል (የፍሰቱ እምብርት) ፣ ገና በግጭት ያልተያዘ ፣ እንደ አጠቃላይ መንቀሳቀሱን ይቀጥላል ፣ ለሁሉም ንጣፎች በግምት ተመሳሳይ ፍጥነት ፣ እና በግድግዳው አቅራቢያ ያለው የእንቅስቃሴ መቀዛቀዝ መንስኤው የማይቀር ነው። በዋና ውስጥ ፍጥነት መጨመር.


ስለዚህ, በቧንቧው መካከል, በዋና ውስጥ, የፍሰት ፍጥነት ሁል ጊዜ ይጨምራል, እና በግድግዳዎች አቅራቢያ, በማደግ ላይ ባለው የድንበር ሽፋን ውስጥ, ይቀንሳል. ይህ የሚከሰተው የድንበሩ ንብርብር ሙሉውን ፍሰት መስቀለኛ ክፍልን እስኪሸፍን እና ዋናው ወደ ዜሮ እስኪቀንስ ድረስ ነው. በዚህ ጊዜ የፍሰት መፈጠር ያበቃል, እና የፍጥነት ኩርባው ለላሚናር አገዛዝ የተለመደው የፓራቦል ቅርጽ ይይዛል.

ከላሚናር ወደ ብጥብጥ ፍሰት ሽግግር

በአንዳንድ ሁኔታዎች የላሚናር ፈሳሽ ፍሰት ሊረብሽ ይችላል. የፍሰቱ ፍጥነት እየጨመረ በሄደ መጠን የንብርብሩ መዋቅር መውደቅ ይጀምራል, ሞገዶች እና ሽክርክሪትዎች ይታያሉ, በፍሰቱ ውስጥ መስፋፋቱ ብጥብጥ መጨመርን ያሳያል.

ቀስ በቀስ የዙሮች ቁጥር መጨመር ይጀምራል, እና ዥረቱ ወደ ብዙ ትናንሽ ጅረቶች እስኪቀላቀል ድረስ ይጨምራል.

የእንደዚህ አይነት ትናንሽ ጅረቶች የተዘበራረቀ እንቅስቃሴ ከላሚናር ፍሰት ወደ ብጥብጥ ሽግግር መጀመሩን ይጠቁማል። ፍጥነቱ እየጨመረ በሄደ ቁጥር የላሚናር ፍሰቱ መረጋጋትን ያጣል, እና ማንኛውም በዘፈቀደ ጥቃቅን ረብሻዎች ቀደም ሲል ትናንሽ ለውጦችን ብቻ ያስከተለው በፍጥነት ማደግ ይጀምራል.

ስለ ላሚናር ፍሰት ቪዲዮ

በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ, ከአንዱ ፍሰት አገዛዝ ወደ ሌላ ሽግግር የጭስ ጅረት ምሳሌን በመጠቀም ሊገኝ ይችላል. መጀመሪያ ላይ፣ ቅንጦቹ በጊዜ የማይለዋወጡ አቅጣጫዎች ላይ ከሞላ ጎደል ትይዩ ይንቀሳቀሳሉ። ጭሱ በተግባር የማይንቀሳቀስ ነው። በጊዜ ሂደት፣ በአንዳንድ ቦታዎች ላይ ትላልቅ ሽክርክሪትዎች በድንገት ይታዩና ትርምስ በሆኑ አቅጣጫዎች ይንቀሳቀሳሉ። እነዚህ ሽክርክሪቶች ወደ ትናንሽ, ወደ ትናንሽ, ወዘተ ይከፋፈላሉ. በመጨረሻም ጭሱ ከአካባቢው አየር ጋር ይቀላቀላል.

ላሚናር የአየር ዥረቶች በአንድ አቅጣጫ የሚንቀሳቀሱበት እና እርስ በርስ የሚመሳሰሉበት የአየር ፍሰት ነው. ፍጥነቱ ወደ አንድ የተወሰነ እሴት ሲጨምር የአየር ፍሰት ጅረቶች ከትርጉም ፍጥነት በተጨማሪ በፍጥነት የሚለዋወጡ ፍጥነቶች ወደ የትርጉም እንቅስቃሴ አቅጣጫ ይቀየራሉ። ወራጅ ይፈጠራል, እሱም ብጥብጥ ይባላል, ማለትም ሥርዓታማ ያልሆነ.

የድንበር ንብርብር

የድንበሩ ንብርብር የአየር ፍጥነቱ ከዜሮ ወደ አካባቢያዊ የአየር ፍሰት ፍጥነት ቅርብ ወደሆነ እሴት የሚለያይበት ንብርብር ነው.

የአየር ፍሰት በሰውነት ዙሪያ ሲፈስ (ምስል 5) የአየር ብናኞች በሰውነት ላይ አይንሸራተቱም, ነገር ግን ፍጥነት ይቀንሳል, እና በሰውነት ወለል ላይ ያለው የአየር ፍጥነት ዜሮ ይሆናል. ከሰውነት ወለል ላይ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የአየር ፍጥነቱ ከዜሮ ወደ አየር ፍሰት ፍጥነት ይጨምራል.

የድንበሩ ውፍረት የሚለካው በ ሚሊሜትር ሲሆን በአየር ውስጥ ባለው viscosity እና ግፊት, የሰውነት መገለጫ, የቦታው ሁኔታ እና የሰውነት አቀማመጥ በአየር ፍሰት ላይ ይወሰናል. የድንበሩ ውፍረት ቀስ በቀስ ከመሪው ወደ ተጎታች ጫፍ ይጨምራል. በድንበር ሽፋን ውስጥ የአየር ብናኞች እንቅስቃሴ ባህሪ ከእሱ ውጭ ካለው እንቅስቃሴ ባህሪ ይለያል.

የአየር ቅንጣትን ሀ (ምስል 6) እናስብ በአየር ጅረቶች መካከል በ U1 እና U2 ፍጥነቶች መካከል የሚገኘው በእነዚህ ፍጥነቶች ውስጥ ባለው ልዩነት ወደ ቅንጣው ተቃራኒ ነጥቦች ይሽከረከራል እና ይህ ቅንጣት በቀረበ ቁጥር ወደ የሰውነት ገጽታ, የበለጠ ይሽከረከራል (ልዩነት ፍጥነቱ ከፍተኛ በሆነበት). ከሰውነት ወለል ርቆ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የንጥሉ ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ በአየር ፍሰት ፍጥነት እና በድንበር ንጣፍ የአየር ፍጥነት እኩልነት ምክንያት የንጥሉ ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ ይቀንሳል እና ከዜሮ ጋር እኩል ይሆናል።

ከሰውነት ጀርባ፣ የድንበር ንብርብሩ ወደ ተጓዳኝ ጀትነት ይለወጣል፣ እሱም ደብዛዛ እና ከሰውነት ሲርቅ ይጠፋል። በንቃቱ ውስጥ ያለው ሁከት በአውሮፕላኑ ጭራ ላይ ይወድቃል እና ውጤታማነቱን ይቀንሳል እና መንቀጥቀጥ ያስከትላል (የቡፌ ክስተት)።

የድንበሩ ንብርብር ወደ ላሚናር እና ብጥብጥ (ምስል 7) የተከፈለ ነው. በተረጋጋ የድንበር ንጣፍ ፍሰት ውስጥ በአየር ውስጥ viscosity ምክንያት ውስጣዊ የግጭት ኃይሎች ብቻ ይታያሉ ፣ ስለሆነም በ laminar ንብርብር ውስጥ ያለው የአየር መከላከያ ዝቅተኛ ነው።

ሩዝ. 5

ሩዝ. 6 በሰውነት ዙሪያ የአየር ፍሰት - በድንበር ሽፋን ውስጥ ያለው ፍሰት ፍጥነት መቀነስ

ሩዝ. 7

በተዘበራረቀ የድንበር ንብርብ ውስጥ በሁሉም አቅጣጫ የአየር ዥረቶች ቀጣይነት ያለው እንቅስቃሴ አለ፣ ይህም የዘፈቀደ አዙሪት እንቅስቃሴን ለመጠበቅ ተጨማሪ ጉልበት የሚጠይቅ እና በዚህ ምክንያት ለሚንቀሳቀስ አካል የአየር ፍሰትን የበለጠ የመቋቋም ችሎታ ይፈጥራል።

የድንበር ንጣፍ ተፈጥሮን ለመወሰን, Coefficient Cf ጥቅም ላይ ይውላል. የአንድ የተወሰነ ውቅር አካል የራሱ ቅንጅት አለው። ስለዚህ ፣ ለምሳሌ ፣ ለአንድ ጠፍጣፋ ሳህን የ laminar ድንበር ንጣፍ የመቋቋም ቅንጅት እኩል ነው-

ለተበጠበጠ ንብርብር

የት Re Reynolds ቁጥር ነው, የማይነቃነቅ ኃይሎች ወደ frictional ኃይሎች ጥምርታ በመግለጽ እና ሁለት ክፍሎች መካከል ጥምርታ ለመወሰን - መገለጫ የመቋቋም (ቅርጽ የመቋቋም) እና ሰበቃ የመቋቋም. የሬይናልድስ ቁጥር Re የሚወሰነው በቀመር ነው፡-

V የአየር ፍሰት ፍጥነት የት ነው ፣

እኔ - የሰውነት መጠን ተፈጥሮ;

የአየር ግጭት ኃይሎች viscosity የኪነቲክ ኮፊሸን።

የአየር ፍሰት በሰውነት ዙሪያ ሲፈስ, በተወሰነ ቦታ ላይ የድንበር ሽፋን ከላሚን ወደ ብጥብጥ ይሸጋገራል. ይህ ነጥብ የመሸጋገሪያ ነጥብ ይባላል. በሰውነት መገለጫው ላይ ያለው ቦታ በአየር viscosity እና ግፊት, የአየር ዥረቶች ፍጥነት, የሰውነት ቅርጽ እና በአየር ፍሰት ውስጥ ያለው ቦታ, እንዲሁም በንጣፉ ላይ ባለው ሸካራነት ላይ የተመሰረተ ነው. የክንፍ መገለጫዎችን በሚፈጥሩበት ጊዜ ዲዛይነሮች ይህንን ነጥብ በተቻለ መጠን ከመገለጫው መሪ ጫፍ ላይ ለማስቀመጥ ይጥራሉ, በዚህም የግጭት መጎተትን ይቀንሳል. ለዚሁ ዓላማ, የዊንጌው ገጽታ ቅልጥፍናን ለመጨመር እና ሌሎች በርካታ መለኪያዎችን ለመጨመር ልዩ የታሸጉ መገለጫዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ.

የአየር ፍሰቱ ፍጥነት ሲጨምር ወይም የሰውነት አቀማመጥ ከአየር ፍሰት ጋር ሲነፃፀር ወደ አንድ እሴት ሲጨምር, በአንድ የተወሰነ ቦታ ላይ የድንበሩ ንጣፍ ከመሬት ላይ ይለያል, እና ከዚህ ነጥብ በስተጀርባ ያለው ግፊት በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል.

በሰውነት መጎተቻው ጠርዝ ላይ ያለው ግፊቱ ከመለያያ ነጥብ በስተጀርባ ስለሚበልጥ ፣ ከከፍተኛ ግፊት ዞን ወደ ዝቅተኛ ግፊት ዞን እስከ መለያየት ነጥብ ድረስ ያለው ተለዋዋጭ የአየር ፍሰት ይከሰታል ፣ ይህም መለያየትን ያስከትላል። የአየር ፍሰት ከሰውነት ወለል (ምስል 8).

ከተደናገጠ የድንበር ንብርብር ይልቅ የላሚናር የድንበር ሽፋን ከሰውነት ወለል በቀላሉ ይወጣል።

የአየር ፍሰት ቀጣይነት እኩልነት

የአየር ፍሰት (የአየር ፍሰት ቋሚነት) የጄት ቀጣይነት እኩልነት የፊዚክስ መሰረታዊ ህጎች - የጅምላ እና የማይነቃነቅ ጥበቃ - እና በመጠን ፣ ፍጥነት እና በመስቀል-ክፍል መካከል ያለውን ግንኙነት የሚከተል የኤሮዳይናሚክስ እኩልነት ነው። የአየር ፍሰት ጄት.

ሩዝ. 8

ሩዝ. 9

ግምት ውስጥ ሲገቡ, ሁኔታው ​​በጥናት ላይ ያለው አየር የመጨመሪያ ባህሪ የለውም (ምስል 9) ተቀባይነት አለው.

በተለዋዋጭ መስቀለኛ ክፍል ዥረት ውስጥ፣ ሁለተኛው የአየር መጠን በክፍል I ውስጥ በተወሰነ ጊዜ ውስጥ ይፈስሳል፤ ይህ መጠን ከአየር ፍሰት ፍጥነት እና የመስቀለኛ ክፍል F ጋር እኩል ነው።

የሁለተኛው የጅምላ የአየር ፍሰት መጠን m ከሁለተኛው የአየር ፍሰት መጠን እና ከጅረቱ የአየር ፍሰት ጥግግት p ጋር እኩል ነው። የኃይል ቁጠባ ሕግ መሠረት, ክፍል I (F1) በኩል የሚፈሰው የአየር ፍሰት m1 የጅምላ, ክፍል II (F2) በኩል የሚፈሰው የተሰጠውን ፍሰት የጅምላ m2 ጋር እኩል ነው, የአየር ፍሰት የተረጋጋ ከሆነ:

m1=m2=const፣ (1.7)

m1F1V1=m2F2V2=const. (1.8)

ይህ አገላለጽ የአንድ ዥረት የአየር ፍሰት ቀጣይነት እኩልነት ይባላል።

F1V1=F2V2= const. (1.9)

ስለዚህ, ከቀመርው ውስጥ አንድ አይነት የአየር መጠን በተወሰነ የጊዜ አሃድ (ሰከንድ) ውስጥ በተለያዩ የጅረቱ ክፍሎች ውስጥ እንደሚያልፍ ግልጽ ነው, ግን በተለያየ ፍጥነት.

ቀመር (1.9) በሚከተለው ቅፅ እንፃፍ፡-

ቀመሩ እንደሚያሳየው የጄቱ የአየር ፍሰት ፍጥነት ከጄት መስቀለኛ ክፍል ጋር እና በተቃራኒው ተመጣጣኝ ነው.

ስለዚህ የአየር ፍሰት ቀጣይነት እኩልነት የጄቱ አየር ፍሰት የተረጋጋ ከሆነ በጄት መስቀለኛ ክፍል እና በፍጥነት መካከል ያለውን ግንኙነት ይመሰርታል ።

የማይንቀሳቀስ ግፊት እና የፍጥነት ራስ በርኑሊ እኩልታ

የአየር አውሮፕላን ኤሮዳይናሚክስ

በአንፃራዊነት በማይንቀሳቀስ ወይም በሚንቀሳቀስ የአየር ፍሰት ውስጥ የሚገኝ አውሮፕላን የኋለኛው ግፊት ያጋጥመዋል ፣በመጀመሪያው ሁኔታ (የአየር ፍሰቱ በማይንቀሳቀስበት ጊዜ) የማይለዋወጥ ግፊት ሲሆን በሁለተኛው ሁኔታ (የአየር ፍሰት በሚንቀሳቀስበት ጊዜ) ተለዋዋጭ ግፊት, ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው ግፊት ይባላል. በዥረቱ ውስጥ ያለው የማይንቀሳቀስ ግፊት በእረፍት ጊዜ (ውሃ, ጋዝ) ላይ ካለው ፈሳሽ ግፊት ጋር ተመሳሳይ ነው. ለምሳሌ: በቧንቧ ውስጥ ያለው ውሃ, በእረፍት ወይም በእንቅስቃሴ ላይ ሊሆን ይችላል, በሁለቱም ሁኔታዎች የቧንቧ ግድግዳዎች ከውኃው ግፊት በታች ናቸው. የውሃ እንቅስቃሴን በተመለከተ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው ግፊት ስለታየ ግፊቱ ትንሽ ይቀንሳል.

በኃይል ጥበቃ ህግ መሰረት የአየር ፍሰት በተለያዩ የአየር ዥረት ክፍሎች ውስጥ ያለው የአየር ፍሰት ኃይል የፍሰቱ የኪነቲክ ኢነርጂ ድምር ፣ የግፊት ኃይሎች እምቅ ኃይል ፣ የፍሰቱ ውስጣዊ ኃይል እና የሰውነት አቀማመጥ ጉልበት. ይህ መጠን ቋሚ እሴት ነው፡-

ኤኪን+ኤር+ኤቭን+ኤን=ሶፕስት (1.10)

የኪነቲክ ኢነርጂ (ኤኪን) የሚንቀሳቀስ የአየር ፍሰት ስራን ለመስራት ችሎታ ነው. እኩል ነው።

ሜትር የአየር ብዛት ባለበት, kgf s2m; የ V-አየር ፍሰት ፍጥነት, m / ሰ. ከጅምላ m ይልቅ የአየር ብዛትን ፒን ከተተካ የፍጥነት ግፊትን ለማወቅ ቀመር እናገኛለን q (በ kgf/m2)

እምቅ ኢነርጂ Ep የአየር ፍሰት በስታቲስቲክ ግፊት ኃይሎች ተጽዕኖ ስር ሥራን የመሥራት ችሎታ ነው። እኩል ነው (በኪግf-m)

የት P የአየር ግፊት, kgf / m2; F የአየር ዥረቱ መስቀለኛ መንገድ ነው, m2; S በተወሰነ ክፍል ውስጥ በ 1 ኪሎ ግራም አየር የተጓዘበት መንገድ ነው, m; ምርቱ SF የተወሰነ መጠን ተብሎ የሚጠራ ሲሆን በ v. የተወሰነ የአየር መጠን ዋጋን ወደ ቀመር (1.13) በመተካት እናገኘዋለን.

የውስጥ ኢነርጂ ኢቭን የሙቀት መጠኑ ሲቀየር የጋዝ ሥራ የመስራት ችሎታ ነው።

Cv በቋሚ መጠን ውስጥ የአየር ሙቀት አቅም, cal / ኪግ-deg; ቲ-ሙቀት በኬልቪን ሚዛን, K; A ከሜካኒካል ሥራ (cal-kg-m) የሙቀት መጠን ጋር እኩል ነው.

ከሂሳብ ስሌት ውስጥ የአየር ፍሰት ውስጣዊ ኃይል ከሙቀት መጠን ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ መሆኑን ግልጽ ነው.

የአቀማመጥ ኢነርጂ ኤን የአንድ የተወሰነ የአየር ብዛት የአየር ስበት ማእከል አቀማመጥ ወደ አንድ ከፍታ ሲወጣ እና እኩል በሚሆንበት ጊዜ ሥራ የመሥራት ችሎታ ነው።

የት h የከፍታ ለውጥ, m.

በአየር ፍሰት ጅረት ውስጥ ከፍታ ላይ የሚገኙትን የአየር ስበት ማዕከሎች በመለየት በደቂቃ ትንሽ እሴቶች ምክንያት ይህ ኃይል በአይሮዳይናሚክስ ውስጥ ችላ ይባላል።

ከተወሰኑ ሁኔታዎች ጋር በተዛመደ ሁሉንም የኃይል ዓይነቶች ግምት ውስጥ በማስገባት በአየር ፍሰት ፍሰት እና በፍጥነት ግፊት መካከል ባለው የማይለዋወጥ ግፊት መካከል ያለውን ግንኙነት የሚያቆመው የበርኖሊ ህግን ማዘጋጀት እንችላለን።

የአየር ፍሰቱ የሚንቀሳቀስበት ተለዋዋጭ ዲያሜትር (1, 2, 3) የሆነ ቧንቧ (ምስል 10) እናስብ. የግፊት መለኪያዎች ግምት ውስጥ በሚገኙ ክፍሎች ውስጥ ግፊትን ለመለካት ጥቅም ላይ ይውላሉ. የግፊት መለኪያዎችን ንባቦች በመተንተን, ዝቅተኛው ተለዋዋጭ ግፊት በመስቀል ክፍል 3-3 ባለው የግፊት መለኪያ ይታያል ብለን መደምደም እንችላለን. ይህ ማለት ቧንቧው እየጠበበ ሲሄድ የአየር ፍሰት ፍጥነት ይጨምራል እናም ግፊቱ ይቀንሳል.

ሩዝ. 10

የግፊት ማሽቆልቆሉ ምክንያት የአየር ዝውውሩ ምንም አይነት ስራ አይሰራም (ግጭት ግምት ውስጥ አይገባም) እና ስለዚህ የአየር ፍሰቱ አጠቃላይ ኃይል ቋሚ ነው. በተለያዩ ክፍሎች ውስጥ ያለው የአየር ሙቀት፣ ጥግግት እና መጠን ቋሚ (T1=T2=T3;р1=р2=р3, V1=V2=V3) እንደሆነ ካወቅን የውስጥ ሃይልን ችላ ማለት ይቻላል።

ይህ ማለት በዚህ ሁኔታ የአየር ፍሰት የኪነቲክ ኢነርጂ ወደ እምቅ ኃይል እና በተቃራኒው መለወጥ ይቻላል.

የአየር ዝውውሩ ፍጥነት ሲጨምር, የፍጥነት ግፊቱ እና, በዚህ መሠረት, የዚህ የአየር ፍሰት የኪነቲክ ኃይልም ይጨምራል.

እሴቶቹን ከቀመር (1.11)፣ (1.12)፣ (1.13)፣ (1.14)፣ (1.15) ወደ ቀመር (1.10) እንተካ፣ የውስጣዊ ሃይልን እና የአቀማመጥ ሃይልን ችላ የምንል መሆናችንን ከግምት ውስጥ በማስገባት እኩልነትን በመቀየር ( 1.10) እናገኛለን

ይህ የማንኛውም የአየር ዥረት መስቀለኛ ክፍል ቀመር እንደሚከተለው ተጽፏል፡-

የዚህ ዓይነቱ እኩልታ ቀላሉ የሂሳብ የቤርኑሊ እኩልታ ሲሆን ለማንኛውም ቋሚ የአየር ፍሰት ዥረት ክፍል የማይለዋወጥ እና ተለዋዋጭ ግፊቶች ድምር ቋሚ እሴት መሆኑን ያሳያል። በዚህ ጉዳይ ላይ መጨናነቅ ግምት ውስጥ አይገባም. መጨናነቅን ግምት ውስጥ በማስገባት ተገቢ እርማቶች ይደረጋሉ.

የቤርኑሊ ህግን በምሳሌ ለማስረዳት ሙከራ ማካሄድ ትችላለህ። ሁለት የወረቀት ወረቀቶችን ወስደህ በአጭር ርቀት ትይዩ ሆነው በመያዝ በመካከላቸው ያለውን ክፍተት ይንፉ።


ሩዝ. አስራ አንድ

አንሶላዎቹ እየቀረቡ ነው። የመሰብሰባቸው ምክንያት ከሉሆቹ ውጭ ያለው ግፊቱ በከባቢ አየር ውስጥ ነው, እና በመካከላቸው ባለው ክፍተት ውስጥ, ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የአየር ግፊት በመኖሩ, ግፊቱ እየቀነሰ እና ከከባቢ አየር ያነሰ ሆኗል. በግፊት ልዩነቶች ተጽእኖ ስር, የወረቀት ወረቀቶች ወደ ውስጥ ይታጠፉ.

የንፋስ ዋሻዎች

በአካላት ዙሪያ ካለው የጋዝ ፍሰት ጋር የሚመጡትን ክስተቶች እና ሂደቶች ለማጥናት የሙከራ ዝግጅት የንፋስ ዋሻ ይባላል። የነፋስ ዋሻዎች አሠራር መርህ በጋሊልዮ አንጻራዊነት መርህ ላይ የተመሠረተ ነው-የሰውነት እንቅስቃሴ በማይንቀሳቀስ ሚዲያ ውስጥ ከመንቀሳቀስ ይልቅ ፣ በማይንቀሳቀስ አካል ዙሪያ ያለውን የጋዝ ፍሰት ያጠናል ። አውሮፕላኖች በሙከራ ይወሰናሉ፣በገጹ ላይ ያለው የግፊት እና የሙቀት መጠን ስርጭት ጥናት፣በሰውነት ዙሪያ ያለው የፍሰት ንድፍ ይስተዋላል፣የአየር መለጠጥ ወዘተ.

የንፋስ መሿለኪያዎች፣ እንደ Mach ቁጥሮች M ክልል፣ ወደ ንዑስ ሶኒክ (M = 0.15-0.7)፣ transonic (M = 0.7-1 3)፣ ሱፐርሶኒክ (M = 1.3-5) እና ሃይፐርሶኒክ (M = 5-25) ተከፍለዋል። ), እንደ ኦፕሬሽን መርህ - ወደ መጭመቂያ (ቀጣይነት ያለው እርምጃ), የአየር ፍሰት በልዩ መጭመቂያ (ኮምፕረርተር) የሚፈጠር, እና ፊኛዎች በጨመረ ግፊት, እንደ ወረዳው አቀማመጥ - ወደ ዝግ እና ክፍት.

የመጭመቂያ ቱቦዎች ከፍተኛ ብቃት አላቸው, ለአጠቃቀም ምቹ ናቸው, ነገር ግን ከፍተኛ የጋዝ ፍሰት መጠን እና ከፍተኛ ኃይል ያላቸው ልዩ ኮምፕረሮች መፍጠር ያስፈልጋቸዋል. ጋዝ በሚነኩበት ጊዜ የተወሰነ ኃይል ስለሚጠፋ ፊኛ የንፋስ ዋሻዎች ከኮምፕረር የንፋስ ዋሻዎች ያነሱ ቆጣቢ ናቸው። በተጨማሪም ፊኛ የንፋስ ዋሻዎች የሚሠሩበት ጊዜ በጋኖቹ ውስጥ ባለው የጋዝ ክምችት የተገደበ ሲሆን ለተለያዩ የንፋስ ዋሻዎች ከአስር ሰከንድ እስከ ብዙ ደቂቃዎች ይደርሳል።

የፊኛ ንፋስ ዋሻዎች በስፋት ጥቅም ላይ የዋሉት በንድፍ ውስጥ ቀላል በመሆናቸው እና ፊኛዎችን ለመሙላት የሚያስፈልገው የኮምፕረር ኃይል በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ አነስተኛ በመሆኑ ነው። የተዘጉ የንፋስ ዋሻዎች በስራ ቦታው ውስጥ ካለፉ በኋላ በጋዝ ዥረቱ ውስጥ የሚቀረው የኪነቲክ ሃይል ጉልህ የሆነ ክፍል ይጠቀማሉ ፣ ይህም የቱቦውን ውጤታማነት ይጨምራል። በዚህ ሁኔታ ግን የመጫኑን አጠቃላይ ልኬቶች መጨመር አስፈላጊ ነው.

subsonic የንፋስ ዋሻዎች ውስጥ, subsonic ሄሊኮፕተር አውሮፕላኖች መካከል aerodynamic ባህርያት, እንዲሁም እንደ ማንሳት እና ማረፊያ ሁነታዎች ውስጥ supersonic አውሮፕላኖች ባህሪያት ጥናት. በተጨማሪም በመኪኖች እና በመሬት ላይ ያሉ ተሽከርካሪዎች፣ ህንጻዎች፣ ሀውልቶች፣ ድልድዮች እና ሌሎች ነገሮች ዙሪያ ያለውን ፍሰት ለማጥናት ይጠቅማሉ።ምስል የሚያሳየው ንዑስ ክሎፕ የንፋስ ዋሻ ዲያግራም ያሳያል።

ሩዝ. 12

1 - የማር ወለላ 2 - ፍርግርግ 3 - ቅድመ ክፍል 4 - ግራ መጋባት 5 - የፍሰት አቅጣጫ 6 - የሥራ አካል በሞዴል 7 - ማሰራጫ ፣ 8 - የሚሽከረከሩ ቢላዎች ያለው ፣ 9 - መጭመቂያ 10 - የአየር ማቀዝቀዣ።

ሩዝ. 13

1 - የማር ወለላ 2 - ፍርግርግ 3 - ቅድመ ክፍል 4 ግራ መጋባት 5 ባለ ቀዳዳ የስራ ክፍል በሞዴል 6 ኤጀክተር 7 አስተላላፊ 8 ክርን ከመመሪያ ቫኖች ጋር 9 የአየር ማስወጫ 10 - የአየር አቅርቦት ከሲሊንደር


ሩዝ. 14

1 - የታመቀ የአየር ሲሊንደር 2 - የቧንቧ መስመር 3 - ስሮትል የሚቆጣጠር 4 - ማመጣጠን ፍርግርግ 5 - የማር ወለላ 6 - ፍርፋሪ ፍርግርግ 7 - ቅድመ ክፍል 8 - አደናጋሪ 9 - ሱፐርሶኒክ ኖዝል 10 - ከሞዴል ጋር የሚሰራ ክፍል 11 - ሱፐርሶኒክ ማሰራጫ 12 - subsonic diffuser መልቀቅ


ሩዝ. 15

1 - ከፍተኛ ግፊት ሲሊንደር 2 - የቧንቧ መስመር 3 - የመቆጣጠሪያ ስሮትል 4 - ማሞቂያ 5 - ቅድመ-ክፍል ከማር ወለላ እና ፍርግርግ ጋር 6 - ሃይፐርሶኒክ axisymmetric nozzle 7 - የስራ ክፍል ከ ሞዴል 8 - ሃይፐርሶኒክ axisymmetric diffuser 9 - የአየር ማቀዝቀዣ 10 - ፍሰት አቅጣጫ 11 - የአየር አቅርቦት ወደ ኤጀክተሮች 12 - ኤጀክተሮች 13 - መከለያዎች 14 - የቫኩም ታንክ 15 - subsonic diffuser

LAMINAR ፍሰት(ከላቲን ላሚና - ፕላስቲን) - የታዘዘ ፈሳሽ ፈሳሽ (ወይም ጋዝ) የታዘዘ ፍሰት ስርዓት ፣ በአጠገብ ባለው ፈሳሽ መካከል መቀላቀል ባለመኖሩ ተለይቶ ይታወቃል። የተረጋጉበት ሁኔታዎች፣ ማለትም፣ በዘፈቀደ ረብሻዎች ያልተረበሹ፣ ኤል.ቲ. ሊፈጠሩ የሚችሉት በመጠን አልባው ዋጋ ላይ ነው። ሬይናልድስ ቁጥር Re. ለእያንዳንዱ አይነት ፍሰት እንደዚህ ያለ ቁጥር አለ አር e Kr፣ ተጠርቷል። ዝቅተኛ ወሳኝ የሬይኖልድስ ቁጥር ፣ ለማንኛውም ድጋሚ L. t ዘላቂ እና በተግባር የተተገበረ ነው; ትርጉም አር e cr አብዛኛውን ጊዜ በሙከራ ይወሰናል። በ አርሠ > አር e cr፣ የዘፈቀደ ረብሻዎችን ለመከላከል ልዩ እርምጃዎችን በመውሰድ፣ መስመራዊ t ማግኘትም ይቻላል፣ ነገር ግን አይረጋጋም እና ረብሻዎች በሚፈጠሩበት ጊዜ ወደ መታወክ ይለወጣል። ብጥብጥ ፍሰት.በንድፈ ሀሳብ ኤል.ቲ በእርዳታ ይጠናሉ። Navier - ስቶኮች እኩልታዎችየ viscous ፈሳሽ እንቅስቃሴ. ለእነዚህ እኩልታዎች ትክክለኛ መፍትሄዎች ሊገኙ የሚችሉት በጥቂት ልዩ ሁኔታዎች ብቻ ነው, እና አብዛኛውን ጊዜ የተወሰኑ ችግሮችን ሲፈቱ አንድ ወይም ሌላ ግምታዊ ዘዴዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ.

የመስመራዊ እንቅስቃሴ ባህሪዎች ሀሳብ በጥሩ ሁኔታ በተጠናው ክብ ሲሊንደሪክ ውስጥ ይሰጣል። ቧንቧ ለዚህ ወቅታዊ አርሠ Kr 2200, የት ድጋሚ = ( - አማካይ ፈሳሽ ፍጥነት; - የቧንቧ ዲያሜትር; - kinematic ቅንጅት viscosity, - ተለዋዋጭ ቅንጅት viscosity, - ፈሳሽ እፍጋት). ስለዚህ በተጨባጭ የተረጋጋ የሌዘር ፍሰት በአንፃራዊነት በዝግታ በቂ የሆነ ዝልግልግ ፈሳሽ ወይም በጣም ቀጭን (ካፒላሪ) ቱቦዎች ውስጥ ሊከሰት ይችላል። ለምሳሌ, ለውሃ (= 10 -6 m 2 / s በ 20 ° ሴ) የተረጋጋ L. t. s = 1 m / s የሚቻለው ከ 2.2 ሚሊ ሜትር ያልበለጠ ዲያሜትር ባላቸው ቱቦዎች ውስጥ ብቻ ነው.

በ LP ውስጥ ማለቂያ በሌለው ረዥም ቱቦ ውስጥ ፣ በህጉ መሠረት በማንኛውም የቧንቧ ክፍል ውስጥ ያለው ፍጥነት ይቀየራል -(1 - - አር 2 / 2) የት - የቧንቧ ራዲየስ; አር- ከአክሱ ርቀት, - አክሲያል (በቁጥር ከፍተኛ) ፍሰት ፍጥነት; ተጓዳኝ ፓራቦሊክ. የፍጥነት መገለጫው በስእል ውስጥ ይታያል. . የግጭት ውጥረቱ በራዲየስ ላይ እንደ መስመራዊ ህግ ይለያያል = በቧንቧ ግድግዳ ላይ ያለው የግጭት ጭንቀት ነው. ወጥ የሆነ እንቅስቃሴ ባለው ቧንቧ ውስጥ ያለውን የቪስኮስ ግጭት ኃይሎች ለማሸነፍ ፣ ብዙውን ጊዜ በእኩልነት የሚገለጽ የርዝመታዊ ግፊት ጠብታ መኖር አለበት። ፒ 1 - ፒ 2 የት ገጽ 1እና ገጽ 2- በ kn ውስጥ ግፊት. በርቀት የሚገኙ ሁለት መስቀሎች ኤልእርስ በርሳቸው - Coefficient. መቋቋም, ለ L. t. በ L.t ውስጥ በፓይፕ ውስጥ ያለው ሁለተኛው ፈሳሽ ፍሰት መጠን የሚወሰነው በ የ Poiseuille ህግ. በፓይፕ ውሱን ርዝመት ውስጥ, የተገለጸው L.t ወዲያውኑ አልተመሠረተም እና በቧንቧው መጀመሪያ ላይ የሚጠራው አለ. የመግቢያው ክፍል, የፍጥነት መገለጫው ቀስ በቀስ ወደ ፓራቦሊክ ይለወጣል. የግቤት ክፍል ግምታዊ ርዝመት

በቧንቧ መስቀለኛ ክፍል ላይ የፍጥነት ስርጭት; - ከላሚን ፍሰት ጋር; - በተዘበራረቀ ፍሰት.

ፍሰቱ ሲወዛወዝ፣ የፍሰት አወቃቀሩ እና የፍጥነት መገለጫው በከፍተኛ ሁኔታ ይቀየራል። 6 ) እና የመቃወም ህግ, ማለትም ጥገኝነት ድጋሚ(ሴሜ. የሃይድሮዳይናሚክ መቋቋም).

ከቧንቧዎች በተጨማሪ ቅባት በዝቅተኛ- viscosity ፈሳሽ ዙሪያ በሚፈሱ አካላት አጠገብ ባለው ተሸካሚዎች ውስጥ ባለው የቅባት ሽፋን ላይ ይከሰታል (ምስል 3 ይመልከቱ)። የድንበር ንብርብርበጣም ዝልግልግ ፈሳሽ በትናንሽ አካላት ዙሪያ ቀስ ብሎ ሲፈስ (በተለይ ይመልከቱ) የስቶክስ ቀመር). የሌዘር ቲዎሪ ንድፈ ሐሳብ ደግሞ viscometry ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, በሚንቀሳቀስ viscous ፈሳሽ ውስጥ ሙቀት ማስተላለፍ ጥናት ውስጥ, ፈሳሽ መካከለኛ ውስጥ ጠብታዎች እና አረፋዎች እንቅስቃሴ ጥናት ውስጥ, ፈሳሽ ቀጭን ፊልሞች ውስጥ ፍሰቶችን ከግምት ውስጥ, እና. በፊዚክስ እና ፊዚካል ሳይንስ ውስጥ ሌሎች በርካታ ችግሮችን ለመፍታት. ኬሚስትሪ.

በርቷል::ላንዳው ኤል.ዲ., ሊፍሺትስ ኢ.ኤም., ተከታታይ ሚዲያ ሜካኒክስ, 2 ኛ እትም, ኤም., 1954; Loytsyansky L.G., ፈሳሽ እና ጋዝ ሜካኒክስ, 6 ኛ እትም, M., 1987; ታርግ ኤስ.ኤም., የላሚናር ፍሰቶች ንድፈ ሃሳብ መሰረታዊ ችግሮች, M.-L., 1951; ስሌዝኪን ኤን.ኤ.፣ ዝልግልግ የማይጨበጥ ፈሳሽ ተለዋዋጭነት፣ ኤም.፣ 1955፣ ምዕ. 4 - 11. ኤስ.ኤም. ታርግ.