Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Шрифт:
empty-line />

гидравлический уклон

Эту формулу называют формулой Шези.

называется коэффициентом Шези.

Если коэффициент Дарси – величина безразмерр

ная, то коэффициент Шези с имеет размерность

Определимся с расходом потока с участием коэфф

фициента Шези:

Преобразуем

формулу Шези в следующий вид:

Величину

называют динамической скоростью

44. Гидравлическое подобие

Понятие о подобии. Гидродинамическое моделирование

Для исследования вопросов сооружения гидроэлектростанций применяют метод гидравлических подобий, суть которого состоит в том, что в лабораторных условиях моделируются точно такие же условия, что и в натуре. Это явление называют физическим моделированием.

Например, чтобы два потока были подобными, требуется их:

1) геометрическое подобие, когда

где индексы н, м соответственно означают «натура» и «модель».

Однако, отношение

что значит, относительная шероховатость в модели такая же, как и в натуре;

2) кинематическое подобие, когда траектории соответствующих частиц, соответствующие линии тока подобны. Кроме того, если соответствующие части прошли подобные расстояния lн, lм, то отношение соответствующих времен движения выглядит следующим образом

где Mi – масштаб времени

Такое же сходство имеется для скорости (масштаб скорости)

и ускорения (масштаб ускорения)

3) динамическое подобие, когда требуется, чтобы соответствующие силы были подобными, например, масштаб сил

Таким образом, если потоки жидкости механически подобны, то они подобны гидравлически; коэффициенты Ml, Mt, M, Mp и прочие называются масштабными множителями.

45. Критерии гидродинамического подобия

Условия гидродинамического подобия требуют равенства всех сил, но это практически не удается.

По этой причине, подобие устанавливают по какой-нибудь из этих сил, которая в данном случае преобладает. Кроме того, требуется выполнение условий однозначности, которые включают в себя пограничные условия потока, основные физические характеристики и начальные условия.

Рассмотрим частный случай.

Преобладает влияние сил тяжести, например, при течении через отверстия или водосливы

P = gW. (1)

Если перейти к взаимоотношению Pн и Pм и выразить его в масштабных множителях, то

После необходимого

преобразования, следует

Если теперь совершить переход от масштабных множителей к самим отношениям, то с учетом того, что l – характерный размер живого сечения, то

В (4) комплекс 2/gl называется критерием Фруди, который формулируется так: потоки, в которых преобладают силы тяжести, геометрически подобны, если

Это второе условие гидродинамического подобия.

Нами получены три критерия гидродинамического подобия

1. Критерий Ньютона (общие критерии).

2. Критерий Фруда.

3. Критерий Дарси.

Отметим только: в частных случаях гидродинамическое подобие может быть установлено также по

где – абсолютная шероховатость;

R– гидравлический радиус;

J– гидравлический уклон

46. Распределение касательных напряжений при равномерном движении

При равномерном движении потеря напора на длине lhe определяется:

где – смоченный периметр,

w – площадь живого сечения,

lhe – длина пути потока,

, g – плотность жидкости и ускорение силы тяжести,

– касательное напряжение вблизи внутренних стенок трубы.

Следует:

Откуда с учетом

Исходя из полученных результатов для , распределения касательного напряжения в произвольно выбранной точке выделенного объема, например, в точке r– r = t это расстояние равно:

тем самым вводим касательное напряжение t на поверхности цилиндра, действующее на точку в r– r= t.

Из сравнений (4) и (3) следует:

поэтому

Подставив r= r– t в (5), получим

Выводы:

1) при равномерном движении распределение касательного напряжения по радиусу трубы подчиняется линейному закону;

2) на стенке трубы касательное напряжение максимально (когда r= r, т. е. t = 0), на оси трубы оно равно нулю (когда r= t).

R– гидравлический радиус трубы, получим, что

47. Турбулентный равномерный режим движения потока

Если рассмотреть плоское движение (т. е. потенциальное движение, когда траектории всех частиц параллельны одной и той же плоскости и являются функции ей двух координат и если движение неустановившееся), одновременно являющееся равномерным турбулентным в системе координат XYZ, когда линии тока параллельны оси OX, то

Поделиться:
Популярные книги

Альбион сгорит!

Зот Бакалавр
10. Герой Империи
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Альбион сгорит!

На границе империй. Том 10. Часть 9

INDIGO
Вселенная EVE Online
Фантастика:
боевая фантастика
космическая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
На границе империй. Том 10. Часть 9

Темная сторона. Том 1

Лисина Александра
9. Гибрид
Фантастика:
технофэнтези
аниме
фэнтези
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Темная сторона. Том 1

Первый среди равных. Книга VII

Бор Жорж
7. Первый среди Равных
Фантастика:
попаданцы
аниме
фэнтези
фантастика: прочее
5.00
рейтинг книги
Первый среди равных. Книга VII

Кодекс Охотника

Винокуров Юрий
1. Кодекс Охотника
Фантастика:
фэнтези
юмористическое фэнтези
попаданцы
боевая фантастика
5.00
рейтинг книги
Кодекс Охотника

Газлайтер. Том 1

Володин Григорий
1. История Телепата
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
аниме
5.00
рейтинг книги
Газлайтер. Том 1

Пушкарь. Пенталогия

Корчевский Юрий Григорьевич
Фантастика:
альтернативная история
8.11
рейтинг книги
Пушкарь. Пенталогия

Глубокий космос

Вайс Александр
9. Фронтир
Фантастика:
боевая фантастика
космическая фантастика
космоопера
5.00
рейтинг книги
Глубокий космос

Старшеклассник без клана. Апелляция кибер аутсайдера 2

Афанасьев Семен
2. Старшеклассник без клана. Апелляция аутсайдера
Фантастика:
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Старшеклассник без клана. Апелляция кибер аутсайдера 2

Последний Герой. Том 5

Дамиров Рафаэль
5. Последний герой
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
5.00
рейтинг книги
Последний Герой. Том 5

Двойник короля 14

Скабер Артемий
14. Двойник Короля
Фантастика:
аниме
фэнтези
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Двойник короля 14

Лекарь Империи 8

Лиманский Александр
8. Лекарь Империи
Фантастика:
попаданцы
городское фэнтези
аниме
5.00
рейтинг книги
Лекарь Империи 8

Кодекс Охотника. Книга XXVI

Винокуров Юрий
26. Кодекс Охотника
Фантастика:
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Кодекс Охотника. Книга XXVI

Убивать чтобы жить 4

Бор Жорж
4. УЧЖ
Фантастика:
боевая фантастика
рпг
5.00
рейтинг книги
Убивать чтобы жить 4