sales@tkflow.com 
Εισαγωγή
Στο προηγούμενο κεφάλαιο αποδείχθηκε ότι ακριβείς μαθηματικές καταστάσεις για τις δυνάμεις που ασκούνται από ρευστά σε ηρεμία μπορούν εύκολα να ληφθούν. Αυτό συμβαίνει επειδή στην υδροστατική εμπλέκονται μόνο απλές δυνάμεις πίεσης. Όταν εξετάζεται ένα ρευστό σε κίνηση, το πρόβλημα της ανάλυσης γίνεται αμέσως πολύ πιο δύσκολο. Δεν πρέπει μόνο να λαμβάνεται υπόψη το μέγεθος και η κατεύθυνση της ταχύτητας των σωματιδίων, αλλά υπάρχει και η σύνθετη επίδραση του ιξώδους που προκαλεί μια διατμητική ή τριβική τάση μεταξύ των κινούμενων σωματιδίων του ρευστού και στα όρια που το περιέχουν. Η σχετική κίνηση που είναι δυνατή μεταξύ διαφορετικών στοιχείων του ρευστού σώματος προκαλεί σημαντική μεταβολή της πίεσης και της διατμητικής τάσης από το ένα σημείο στο άλλο ανάλογα με τις συνθήκες ροής. Λόγω των πολυπλοκοτήτων που σχετίζονται με το φαινόμενο της ροής, μια ακριβής μαθηματική ανάλυση είναι δυνατή μόνο σε λίγες, και από μηχανικής άποψης, σε μερικές ακόμη πιο μη πρακτικές, περιπτώσεις. Είναι επομένως απαραίτητο να επιλύονται προβλήματα ροής είτε με πειραματισμό είτε κάνοντας ορισμένες απλοποιητικές υποθέσεις επαρκείς για να ληφθεί μια θεωρητική λύση. Οι δύο προσεγγίσεις δεν αλληλοαποκλείονται, καθώς οι θεμελιώδεις νόμοι της μηχανικής είναι πάντα έγκυροι και επιτρέπουν την υιοθέτηση μερικώς θεωρητικών μεθόδων σε αρκετές σημαντικές περιπτώσεις. Επίσης, είναι σημαντικό να διαπιστωθεί πειραματικά η έκταση της απόκλισης από τις πραγματικές συνθήκες που προκύπτει από μια απλοποιημένη ανάλυση.
Η πιο συνηθισμένη απλουστευτική υπόθεση είναι ότι το ρευστό είναι ιδανικό ή τέλειο, εξαλείφοντας έτσι τα περίπλοκα ιξώδη φαινόμενα. Αυτή είναι η βάση της κλασικής υδροδυναμικής, ενός κλάδου των εφαρμοσμένων μαθηματικών που έχει προσελκύσει την προσοχή διακεκριμένων μελετητών όπως οι Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin και Lamb. Υπάρχουν σοβαροί εγγενείς περιορισμοί στην κλασική θεωρία, αλλά επειδή το νερό έχει σχετικά χαμηλό ιξώδες, συμπεριφέρεται ως πραγματικό ρευστό σε πολλές καταστάσεις. Για αυτόν τον λόγο, η κλασική υδροδυναμική μπορεί να θεωρηθεί ως ένα πολύτιμο υπόβαθρο για τη μελέτη των χαρακτηριστικών της κίνησης των ρευστών. Το παρόν κεφάλαιο ασχολείται με τη θεμελιώδη δυναμική της κίνησης των ρευστών και χρησιμεύει ως βασική εισαγωγή στα επόμενα κεφάλαια που ασχολούνται με τα πιο συγκεκριμένα προβλήματα που αντιμετωπίζονται στην υδραυλική πολιτικού μηχανικού. Οι τρεις σημαντικές βασικές εξισώσεις της κίνησης των ρευστών, δηλαδή οι εξισώσεις συνέχειας, Bernoulli και ορμής, παράγονται και εξηγείται η σημασία τους. Αργότερα, εξετάζονται οι περιορισμοί της κλασικής θεωρίας και περιγράφεται η συμπεριφορά ενός πραγματικού ρευστού. Ένα ασυμπίεστο ρευστό θεωρείται καθ' όλη τη διάρκεια.
Τύποι ροής
Οι διάφοροι τύποι κίνησης ρευστών μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής:
1. Τυρβώδης και στρωτή
2. Περιστροφική και μη περιστροφική
3. Σταθερό και ασταθές
4. Ομοιόμορφη και μη ομοιόμορφη.
Αντλίες αξονικής ροής σειράς MVS Οι αντλίες μικτής ροής σειράς AVS (αντλία λυμάτων κάθετης αξονικής ροής και υποβρύχια αντλία λυμάτων μικτής ροής) είναι σύγχρονες παραγωγές που έχουν σχεδιαστεί με επιτυχία υιοθετώντας ξένη σύγχρονη τεχνολογία. Η χωρητικότητα των νέων αντλιών είναι 20% μεγαλύτερη από τις παλιές. Η απόδοση είναι 3~5% υψηλότερη από τις παλιές.
Τυρβώδης και στρωτή ροή.
Αυτοί οι όροι περιγράφουν τη φυσική φύση της ροής.
Στην τυρβώδη ροή, η πρόοδος των σωματιδίων του ρευστού είναι ακανόνιστη και υπάρχει μια φαινομενικά τυχαία εναλλαγή θέσης. Τα μεμονωμένα σωματίδια υπόκεινται σε κυμαινόμενες εγκάρσιες ταχύτητες, έτσι ώστε η κίνηση να είναι στροβιλώδης και ελικοειδής αντί για ευθύγραμμη. Εάν εγχυθεί χρωστική ουσία σε ένα συγκεκριμένο σημείο, θα διαχυθεί γρήγορα σε όλο το ρεύμα ροής. Στην περίπτωση τυρβώδους ροής σε έναν σωλήνα, για παράδειγμα, μια στιγμιαία καταγραφή της ταχύτητας σε μια τομή θα αποκάλυπτε μια κατά προσέγγιση κατανομή όπως φαίνεται στο Σχήμα 1(α). Η σταθερή ταχύτητα, όπως θα καταγραφόταν από κανονικά όργανα μέτρησης, υποδεικνύεται με διακεκομμένο περίγραμμα και είναι προφανές ότι η τυρβώδης ροή χαρακτηρίζεται από μια ασταθή κυμαινόμενη ταχύτητα που επιβάλλεται σε έναν χρονικό σταθερό μέσο όρο.
Σχήμα 1(α) Τυρβώδης ροή
Σχήμα 1(β) Στρωτή ροή
Στη στρωτή ροή όλα τα σωματίδια του ρευστού προχωρούν κατά μήκος παράλληλων τροχιών και δεν υπάρχει εγκάρσια συνιστώσα ταχύτητας. Η ομαλή εξέλιξη είναι τέτοια ώστε κάθε σωματίδιο να ακολουθεί ακριβώς την τροχιά του σωματιδίου που προηγείται αυτού χωρίς καμία απόκλιση. Έτσι, ένα λεπτό νήμα χρωστικής θα παραμείνει ως έχει χωρίς διάχυση. Υπάρχει πολύ μεγαλύτερη εγκάρσια κλίση ταχύτητας στη στρωτή ροή (Εικ. 1β) από ό,τι στη στροβιλώδη ροή. Για παράδειγμα, για έναν σωλήνα, ο λόγος της μέσης ταχύτητας V και της μέγιστης ταχύτητας V max είναι 0,5 με στροβιλώδη ροή και 0,05 με στρωτή ροή.
Η στρωτή ροή σχετίζεται με χαμηλές ταχύτητες και ιξώδη, αργοκίνητα ρευστά. Στην υδραυλική αγωγών και ανοιχτού καναλιού, οι ταχύτητες είναι σχεδόν πάντα αρκετά υψηλές για να εξασφαλίσουν τυρβώδη ροή, αν και ένα λεπτό στρωματικό στρώμα παραμένει κοντά σε ένα στερεό όριο. Οι νόμοι της στρωματικής ροής είναι πλήρως κατανοητοί και για απλές οριακές συνθήκες η κατανομή της ταχύτητας μπορεί να αναλυθεί μαθηματικά. Λόγω της ακανόνιστης παλμικής φύσης της, η τυρβώδης ροή έχει αψηφήσει την αυστηρή μαθηματική επεξεργασία και για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων, είναι απαραίτητο να βασιστούμε σε μεγάλο βαθμό σε εμπειρικές ή ημιεμπειρικές σχέσεις.
Κάθετη αντλία πυροσβεστικής στροβίλου
Αριθμός μοντέλου: XBC-VTP
Οι κατακόρυφες αντλίες πυρόσβεσης μακρύ άξονα της σειράς XBC-VTP είναι σειρές μονοβάθμιων, πολυβάθμιων αντλιών διαχύτη, που κατασκευάζονται σύμφωνα με το τελευταίο Εθνικό Πρότυπο GB6245-2006. Βελτιώσαμε επίσης τον σχεδιασμό με αναφορά στο πρότυπο της Ένωσης Πυροπροστασίας των Ηνωμένων Πολιτειών. Χρησιμοποιείται κυρίως για την παροχή νερού πυρόσβεσης σε πετροχημικές, φυσικού αερίου, σταθμούς παραγωγής ενέργειας, βαμβακερά υφάσματα, αποβάθρες, αεροπορία, αποθήκες, πολυώροφα κτίρια και άλλες βιομηχανίες. Μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε πλοία, δεξαμενές θαλάσσης, πυροσβεστικά πλοία και άλλες περιπτώσεις ανεφοδιασμού.
Περιστροφική και αστροστροφική ροή.
Η ροή λέγεται περιστροφική αν κάθε σωματίδιο ρευστού έχει γωνιακή ταχύτητα γύρω από το κέντρο μάζας του.
Το Σχήμα 2α δείχνει μια τυπική κατανομή ταχύτητας που σχετίζεται με την τυρβώδη ροή πέρα από ένα ευθύγραμμο όριο. Λόγω της μη ομοιόμορφης κατανομής ταχύτητας, ένα σωματίδιο με τους δύο άξονές του αρχικά κάθετους υφίσταται παραμόρφωση με μικρό βαθμό περιστροφής. Στο Σχήμα 2α, η ροή σε κυκλική ροή
απεικονίζεται η τροχιά, με την ταχύτητα να είναι άμεσα ανάλογη με την ακτίνα. Οι δύο άξονες του σωματιδίου περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση έτσι ώστε η ροή να είναι και πάλι περιστροφική.
Σχήμα 2(α) Περιστροφική ροή
Για να είναι η ροή μη περιστροφική, η κατανομή της ταχύτητας δίπλα στο ευθύγραμμο όριο πρέπει να είναι ομοιόμορφη (Εικ. 2β). Στην περίπτωση ροής σε κυκλική διαδρομή, μπορεί να αποδειχθεί ότι η μη περιστροφική ροή θα ισχύει μόνο υπό την προϋπόθεση ότι η ταχύτητα είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ακτίνα. Με μια πρώτη ματιά στο Σχήμα 3, αυτό φαίνεται εσφαλμένο, αλλά μια πιο προσεκτική εξέταση αποκαλύπτει ότι οι δύο άξονες περιστρέφονται σε αντίθετες κατευθύνσεις, έτσι ώστε να υπάρχει ένα αντισταθμιστικό φαινόμενο που παράγει έναν μέσο προσανατολισμό των αξόνων που παραμένει αμετάβλητος από την αρχική κατάσταση.
Σχήμα 2(β) Απεριστροφική ροή
Επειδή όλα τα ρευστά έχουν ιξώδες, το χαμηλό ενός πραγματικού ρευστού δεν είναι ποτέ πραγματικά στροφική περιστροφή, και η στρωτή ροή είναι φυσικά έντονα περιστροφική. Έτσι, η στροφική ροή είναι μια υποθετική συνθήκη που θα είχε μόνο ακαδημαϊκό ενδιαφέρον, αν δεν υπήρχε το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τυρβώδους ροής τα περιστροφικά χαρακτηριστικά είναι τόσο ασήμαντα που μπορούν να παραμεληθούν. Αυτό είναι βολικό επειδή είναι δυνατό να αναλυθεί η στροφική ροή μέσω των μαθηματικών εννοιών της κλασικής υδροδυναμικής που αναφέρθηκαν προηγουμένως.
Φυγοκεντρική αντλία προορισμού θαλασσινού νερού
Αριθμός μοντέλου: ASN ASNV
Οι αντλίες μοντέλου ASN και ASNV είναι μονοβάθμιες φυγοκεντρικές αντλίες διπλής αναρρόφησης με διαιρεμένο έλικα και χρησιμοποιούνται ή μεταφέρουν υγρά για υδραυλικά έργα, κυκλοφορία κλιματισμού, κτίρια, άρδευση, αντλιοστάσια αποστράγγισης, σταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας, βιομηχανικά συστήματα ύδρευσης, συστήματα πυρόσβεσης, πλοία, κτίρια και ούτω καθεξής.
Σταθερή και ασταθής ροή.
Η ροή λέγεται σταθερή όταν οι συνθήκες σε οποιοδήποτε σημείο είναι σταθερές ως προς το χρόνο. Μια αυστηρή ερμηνεία αυτού του ορισμού θα οδηγούσε στο συμπέρασμα ότι η τυρβώδης ροή δεν ήταν ποτέ πραγματικά σταθερή. Ωστόσο, για τον παρόντα σκοπό, είναι βολικό να θεωρήσουμε τη γενική κίνηση του ρευστού ως κριτήριο και τις ακανόνιστες διακυμάνσεις που σχετίζονται με την τυρβώδη ροή ως δευτερεύουσα μόνο επιρροή. Ένα προφανές παράδειγμα σταθερής ροής είναι μια σταθερή εκκένωση σε έναν αγωγό ή ανοιχτό κανάλι.
Ως επακόλουθο, προκύπτει ότι η ροή είναι ασταθής όταν οι συνθήκες ποικίλλουν ως προς το χρόνο. Ένα παράδειγμα ασταθούς ροής είναι μια μεταβαλλόμενη εκκένωση σε έναν αγωγό ή ανοιχτό κανάλι. Αυτό είναι συνήθως ένα παροδικό φαινόμενο που ακολουθεί ή ακολουθεί μια σταθερή εκκένωση. Άλλα γνωστά
Παραδείγματα πιο περιοδικής φύσης είναι η κίνηση των κυμάτων και η κυκλική κίνηση μεγάλων υδάτινων σωμάτων στην παλιρροιακή ροή.
Τα περισσότερα από τα πρακτικά προβλήματα στην υδραυλική μηχανική αφορούν τη σταθερή ροή. Αυτό είναι ευτύχημα, καθώς η χρονική μεταβλητή σε ασταθή ροή περιπλέκει σημαντικά την ανάλυση. Συνεπώς, σε αυτό το κεφάλαιο, η εξέταση της ασταθούς ροής θα περιοριστεί σε μερικές σχετικά απλές περιπτώσεις. Είναι σημαντικό να έχουμε κατά νου, ωστόσο, ότι αρκετές συνηθισμένες περιπτώσεις ασταθούς ροής μπορούν να αναχθούν σε σταθερή κατάσταση δυνάμει της αρχής της σχετικής κίνησης.
Έτσι, ένα πρόβλημα που αφορά ένα σκάφος που κινείται σε ακίνητα νερά μπορεί να αναδιατυπωθεί έτσι ώστε το σκάφος να είναι ακίνητο και το νερό να βρίσκεται σε κίνηση. Το μόνο κριτήριο για την ομοιότητα της συμπεριφοράς του ρευστού είναι ότι η σχετική ταχύτητα πρέπει να είναι η ίδια. Και πάλι, η κίνηση των κυμάτων σε βαθιά νερά μπορεί να μειωθεί στο
σταθερή κατάσταση υποθέτοντας ότι ένας παρατηρητής ταξιδεύει με τα κύματα με την ίδια ταχύτητα.
Ντίζελ κινητήρας κάθετος στροβίλος πολλαπλών σταδίων φυγοκεντρική αντλία αποστράγγισης νερού σε σειρά Αυτός ο τύπος κάθετης αντλίας αποστράγγισης χρησιμοποιείται κυρίως για την άντληση λυμάτων ή λυμάτων χωρίς διάβρωση, θερμοκρασίας μικρότερης από 60 °C, αιωρούμενων στερεών (εκτός από ίνες, κόκκους) με περιεκτικότητα μικρότερη από 150 mg/L. Η κάθετη αντλία αποστράγγισης τύπου VTP είναι σε κάθετες αντλίες νερού τύπου VTP και, με βάση την αύξηση και το κολάρο, ρυθμίζει το λάδι λίπανσης του σωλήνα σε νερό. Μπορεί να καπνίσει σε θερμοκρασία κάτω των 60 °C, να στείλει για να συγκρατήσει ένα συγκεκριμένο στερεό κόκκο (όπως παλιοσίδερα και λεπτή άμμο, άνθρακα κ.λπ.) λυμάτων ή λυμάτων.
Ομοιόμορφη και μη ομοιόμορφη ροή.
Η ροή λέγεται ομοιόμορφη όταν δεν υπάρχει μεταβολή στο μέγεθος και την κατεύθυνση του διανύσματος ταχύτητας από το ένα σημείο στο άλλο κατά μήκος της διαδρομής της ροής. Για τη συμμόρφωση με αυτόν τον ορισμό, τόσο η περιοχή ροής όσο και η ταχύτητα πρέπει να είναι ίδιες σε κάθε διατομή. Μη ομοιόμορφη ροή εμφανίζεται όταν το διάνυσμα ταχύτητας μεταβάλλεται ανάλογα με την τοποθεσία, με τυπικό παράδειγμα τη ροή μεταξύ συγκλίνοντων ή αποκλινόντων ορίων.
Και οι δύο αυτές εναλλακτικές συνθήκες ροής είναι συνήθεις στην υδραυλική ανοιχτού καναλιού, αν και για να είμαστε αυστηροί, δεδομένου ότι η ομοιόμορφη ροή προσεγγίζεται πάντα ασυμπτωτικά, είναι μια ιδανική κατάσταση η οποία προσεγγίζεται μόνο και δεν επιτυγχάνεται ποτέ στην πραγματικότητα. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι συνθήκες σχετίζονται με τον χώρο και όχι με τον χρόνο και επομένως σε περιπτώσεις κλειστής ροής (π.χ. σωλήνες υπό πίεση), είναι αρκετά ανεξάρτητες από τη σταθερή ή ασταθή φύση της ροής.
Ώρα δημοσίευσης: 29 Μαρτίου 2024