Расход потока жидкости: Понятие расхода. Характеристики потока среды

21. Расход жидкости

Расход потока жидкости (расход жидкости) – количество жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение потока.

Различают объёмный, массовый и весовой расходы жидкости.

Объёмный расход жидкости это объём жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение потока. Объёмный расход жидкости измеряется обычно в м³/с, дм³/с или л/с. Он вычисляется по формуле , где     Q —  объёмный расход жидкости, V — объём жидкости, протекающий через живое сечение потока,    t – время течения жидкости.

Массовый расход жидкости это масса жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение потока. Массовый расход измеряется обычно в кг/с, г/с или т/с и определяется по формуле где      QM —  массовый расход жидкости, M -масса жидкости, протекающий через живое сечение потока,   t – время течения жидкости.

Весовой расход жидкости это вес жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение потока.

Весовой расход измеряется обычно в Н/с, КН/с. Формула для его определения выглядит так: где     QG —  весовой расход жидкости, G — вес жидкости, протекающий через живое сечение потока,   t – время течения жидкости.

Чаще всего используется объёмный расход потока жидкости. С учётом того, что поток складывается из элементарных струек, то и расход потока складывается из расходов элементарных струек жидкости dQ.

22. Уравнение неразрывности

Уравнение неразрывности представляет собой закон сохранения массы вещества применительно к жидкостям. При соблюдении этого уравнения жидкость движется сплошным потоком без разрывов и пустот.

В гидравлике обычно рассматривают потоки, в которых не образуются разрывы. Если выделить в потоке два любых сечения, отстоящих друг от друга на некотором расстоянии, то можно записать: или где Q— расход жидкости, м³/с; v — средняя скорость в сечении при установившемся движении, м/с; 

S— площадь живого сечения, м²

Как следует из вышерассмотренного уравнения расход, проходящий через все живые сечения потока, неизменен, несмотря на то, что в каждом сечении средняя скорость и площадь живого сечения различны.

Это уравнение называют уравнением неразрывности потока при установившемся движении.

Из уравнения получим важное соотношение т. е. средние скорости обратно пропорциональны площадям живых сечений, которым соответствуют эти средние скорости.

Уравнение неразрывности потока — одно из основных уравнений гидродинамики. Оно выводится из уравнения неразрывности для элементарной струйки несжимаемой жидкости при установившемся движении: где v — местные скорости в каждом живом сечении струйки, м/с; DS — площадь живого сечения элементарной струйки, м²

; D Qn— элементарный расход, м³/с

Рис.- схема демонстрирующая неразрывность потока

23. Средняя (расходная) скорость

Средняя скорость потока в данном сечении — воображаемая, фик­тивная скорость потока, одинаковая для всех точек данного живого се­чения, с которой через живое сечение проходил бы расход, равный фактическому.

Только в точках живых сечений, отстоящих от свободной поверх­ности примерно на 0,6 глубины и на 0,223r₀ от стенки в трубопроводе, местные скорости действительно равны средней скорости. В других же точках местные скорости больше или меньше средних.

При неравномерном движении средняя скорость в различных жи­вых сечениях по длине потока различна. При равномерном движении средняя скорость по длине потока постоянна во всех живых сечениях.

Если обратиться к формуле расхода потока ( ) и заменить в ней местные скорости 

u в каждой элементарной струйке средней скоростью, то полу­чим:

Последние три формулы очень важны и весьма часто используют­ся в гидравлических расчетах.

ᐉ Поток жидкости и его параметры

Поток жидкости — это часть неразрывно движущейся жидкости, ограниченная твердыми деформируемыми или недеформируемыми стенками, образующими русло потока. Потоки, имеющие свободную поверхность, называются безнапорными. Потоки, не имеющие свободной поверхности, называются напорными

Поток жидкости характеризуется такими параметрами как площадь живого сечения S, расход жидкости Q(G), средняя скорость движения v.

Живое сечение потока — это сечение, которое перпендикулярно в каждой точке скорости частиц потока жидкости.

Векторы скорости частиц имеют некоторое расхождение в потоке жидкости.

Живым сечением потока жидкости называется сечение, которое перпендикулярно в каждой точке скорости частиц потока жидкости.

Рис. Векторы скорости потока жидкости (а) и живое сечение потока (б)

Поэтому живое сечение потока — криволинейная плоскость (рис. а, линия I—I) В виду незначительного расхождения векторов скорости в гидродинамике за живое сечение принимается плоскость, расположенная перпендикулярно скорости движения жидкости в средней точке потока.

Расход жидкости — это количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Расход может определяться в массовых долях G и объемных Q.

Средняя скорость движения жидкости — это средняя скорость частиц в живом сечении потока.

Если в живом сечении потока, движущегося, например, в трубе, построить векторы скорости частиц и соединить концы этих векторов, то получится график изменения скоростей (эпюра скоростей).

Рис. Распределение скоростей движения жидкости в живом сечении трубы при течении: а — турбулентном; б — ламинарном

Если площадь такой эпюры разделить на диаметр данной трубы, то получится значение средней скорости движения жидкости в данном сечении:

Vcр = Sэ/d,
где Sэ — площадь эпюры местных скоростей; d — диаметр трубы

Объемный расход жидкости рассчитывается по формуле:

Q = Sэ*Мср,
где Q — площадь живого сечения потока.

Параметры потока жидкости определяют характер движения жидкости. При этом оно может быть установившимся и неустановившимся, равномерным и неравномерным, неразрывным и кавитационным, ламинарным и турбулентным.

Если параметры потока жидкости не изменяются во времени, то ее движение называется установившимся.

Равномерным называется движение, при котором параметры потока не изменяются по длине трубопровода или канала. Например, движение жидкости по трубе постоянного диаметра является равномерным.

Неразрывным называется движение жидкости, при котором она перемещается сплошным потоком, заполняющим весь объем трубопровода.

Отрыв потока от стенок трубопровода или от обтекаемого предмета приводит к возникновению кавитации.

Кавитацией называется образование в жидкости пустот, заполненных газом, паром или их смесью.

Кавитация возникает в результате местного уменьшения давления ниже критического значения pкр при данной температуре (для воды ркр= 101,3 кПа при Т= 373 К или ркр= 12,18 кПа при Т= 323 К и т. д.). При попадании таких пузырьков в зону, где давление выше критического, в эти пустоты устремляются частицы жидкости, что приводит к резкому возрастанию давления и температуры. Поэтому кавитация неблагоприятно отражается на работе гидротурбин, жидкостных насосов и других элементов гидравлических устройств.

Ламинарное движение — это упорядоченное движение жидкости без перемешивания между ее соседними слоями. При ламинарном течении скорость и силы инерции, как правило, невелики, а силы трения значительны. При увеличении скорости до некоторого порогового значения ламинарный режим течения переходит в турбулентный.

Турбулентное движение — это течение жидкости, при котором ее частицы совершают неустановившееся беспорядочное движение по сложным траекториям. При турбулентном течении скорость жидкости и ее давление в каждой точке потока хаотически изменяется, при этом происходит интенсивное перемешивание движущейся жидкости.

Для определения режима движения жидкости существуют условия, согласно которым скорость потока может быть больше или меньше той критической скорости, когда ламинарное движение переходит в турбулентное и наоборот.

Однако установлен и более универсальный критерий, который называют критерием или числом Рейнольдса:

Re = vd/V,
где Re — число Рейнольдса; v — средняя скорость потока; d — диаметр трубопровода; V — кинематическая вязкость жидкости.

Опытами было установлено, что в момент перехода ламинарного режима движения жидкости в турбулентный Re = 2320.

Число Рейнольдса, при котором ламинарный режим переходит в турбулентный, называется критическим. Следовательно, при Re < 2320 движение жидкости — ламинарное, а при Re > 2320 — турбулентное. Отсюда критическая скорость для любой жидкости:

vкр = 2320v/d

AP Физика 2 Справка

• Войти
• Биографии репетитора
• Подготовка к тесту

  СРЕДНЯЯ ШКОЛА

  • ACT Репетиторство
  • SAT Репетиторство
  • Репетиторство PSAT
  • ASPIRE Репетиторство
  • ШСАТ Репетиторство
  • Репетиторство STAAR

  ВЫСШАЯ ШКОЛА

  • Репетиторство MCAT
  • Репетиторство GRE
  • Репетиторство по LSAT
  • Репетиторство по GMAT

  К-8

  • Репетиторство AIMS
  • Репетиторство по HSPT
  • Репетиторство ISEE
  • Репетиторство ISAT
  • Репетиторство по SSAT
  • Репетиторство STAAR

  Поиск 50+ тестов

• Академическое обучение

  репетиторство по математике

  • Алгебра
  • Исчисление
  • Элементарная математика
  • Геометрия
  • Предварительный расчет
  • Статистика
  • Тригонометрия

  репетиторство по естественным наукам

  • Анатомия
  • Биология
  • Химия
  • Физика
  • Физиология

  иностранные языки

  • Французский
  • немецкий
  • Латинский
  • Китайский мандарин
  • Испанский

  начальное обучение

  • Чтение
  • Акустика
  • Элементарная математика

  прочее

  • Бухгалтерия
  • Информатика
  • Экономика
  • Английский
  • Финансы
  • История
  • Письмо
  • Лето

  Поиск по 350+ темам
• О
  • Обзор видео
  • Процесс выбора наставника
  • Онлайн-репетиторство
  • Мобильное обучение
  • Мгновенное обучение
  • Как мы работаем
  • Наша гарантия
  • Влияние репетиторства
  • Обзоры и отзывы
  • Освещение в СМИ
  • О преподавателях университета

Звоните прямо сейчас, чтобы записаться на обучение:

(888) 888-0446

Учащиеся, нуждающиеся в помощи по AP Physics 2, получат большую пользу от нашей интерактивной программы.

Мы разбираем все ключевые элементы, чтобы вы могли получить адекватную помощь по AP Physics 2. Имея под рукой обязательные концепции обучения и актуальные практические вопросы, AP Physics 2 поможет вам в кратчайшие сроки. Получите помощь сегодня с нашей обширной коллекцией важной информации AP Physics 2.

• AP Физика 2

• Электричество и магнетизм

• Схемы

• Компоненты схемы

• Конденсатор Энергия

• Конденсаторы и емкость

• Конденсаторы и электрические поля

• Свойства конденсаторов и диэлектриков

• Резисторы и сопротивление

• Свойства цепи

• Питание цепи

• Ток и напряжение

• Закон Ома

• Другие принципы схемы

• Удельное сопротивление

• Понимание принципиальных схем постоянного тока

• Принципиальные схемы RC

• Электростатика

• Распределение заряда

• Электрические поля

• Электрическая сила между точечными зарядами

• Электрическая сила в электрическом поле

• Электрическая потенциальная энергия

• Закон Гаусса

• Другие электростатические концепции

• Начисление баллов

• Магнетизм и электромагнетизм

• Электродвижущая сила и магнитный поток

• Индукция

• Магнитные поля

• Магнитная сила

• Другие концепции магнетизма

• Правило правой руки для заряда в магнитном поле

• Правило правой руки для токоведущего провода

• Соленоиды

• Жидкости

• Гидродинамика

• Уравнение Бернулли

• Расход

• Другое гидродинамика

• Поток Пуазейля

• Турбулентность

• Статика жидкости

• Принцип Архимеда

• Выталкивающая сила

• Плотность и удельный вес

• Давление

• Оптика

• Показатель преломления

• Линзы

• Увеличение

• Зеркала

• Другие принципы оптики

• Закон Снелла

• Уравнение тонкой линзы

• Полное внутреннее отражение

• Квантовая и ядерная физика

• Атомная и ядерная физика

• Атомные модели

• Уровни энергии электронов

• Синтез и деление

• Ядерные силы и взаимодействия

• Другие принципы ядерной физики

• Радиоактивный ядерный распад

• Субатомные частицы

• Основы квантовой механики

• Электромагнитный спектр и излучение

• Массово-энергетический эквивалент

• Другие принципы квантовой механики

• Фотоны и фотонная энергия

• Принципы общей теории относительности

• Принципы специальной теории относительности

• Термодинамика

• Теплопередача и тепловое равновесие

• Закон идеального газа

• Кинетическая молекулярная теория

• Законы термодинамики

• Другие концепции термодинамики

• Свойства идеальных газов

• Работа, энтальпия и внутренняя энергия

• Волны

• Эффект Доплера

• Другие концепты Wave

• Представление волн в виде функций синуса и косинуса

• Щелевые эксперименты

• Интерференция волн и дифракция

Создание собственного плана проверки теста AP Physics 2 может занять много времени. Часто время, необходимое для создания учебного пособия, может отнять время, которое можно было бы потратить с большей пользой на изучение материала. Если вы только начинаете подготовку, рассмотрите возможность использования ресурса Varsity Tutors Learning Tools Learn by Concept. Learn by Concept представлен в виде интерактивной программы. Когда вы получите доступ к ресурсу AP Physics Learn by Concept, вы обнаружите, что он выходит далеко за рамки того, что вы ожидаете найти в обычном учебном пособии. Нужна ли вам репетиторство по физике в Вирджиния-Бич, репетиторство по физике в Индианаполисе или репетиторство по физике в Силиконовой долине, работа один на один с экспертом может стать именно тем стимулом, в котором нуждается ваша учеба.

Одним из наиболее полезных аспектов Learn by Concept является включение примеров вопросов, ответов и пояснений AP Physics 2. Результатом является упражнение, основанное на вопросах для каждой категории и подкатегории, с которыми вы столкнетесь во время обзора AP Physics. Вы можете просмотреть все темы, затронутые в «Учись по концепции», пытаясь ответить на каждый вопрос, и вы можете сравнить свой ответ с пояснениями, которые сопровождают каждый из примеров вопросов, чтобы еще больше усилить глубину вашей подготовки. Varsity Tutors предлагает ресурсы, такие как бесплатные практические тесты AP Physics 2, которые помогут вам в самостоятельном обучении, или вы можете подумать о репетиторах AP Physics 2 .

Learn by Concept предоставляет вам возможность более глубокого изучения каждой концепции. Например, в категории AP Physics 2 Learn by Concept «Закон Ома» вы найдете вопросы по закону Ома с несколькими вариантами ответов. После того, как вы выберете один из ответов, вам будет показан правильный ответ, сопровождаемый подробным объяснением того, почему этот ответ является правильным. Даже если вы неправильно ответите на первый примерный вопрос AP Physics 2, у вас будет много шансов глубже вникнуть в рассматриваемую концепцию. Интерактивность ресурса Learn by Concept предоставляет вам четкую, краткую и бесплатную практику. В дополнение к справочному разделу AP Physics 2 и репетиторству по AP Physics 2 вы также можете рассмотреть некоторые из наших карточек AP Physics 2 Flashcards.

Еще одним полезным аспектом Learn by Concept является его портативность. Поскольку средство обучения полностью находится в сети, вы сможете использовать ресурс «Учись по концепции» везде, где есть доступ к Интернету. Чтобы сделать просмотр еще более удобным, вы можете загрузить приложение Varsity Tutors’ Learning Tools на свое мобильное устройство или планшет. Это дает вам доступ к бесплатной практике AP Physics 2 в любое время, когда вы готовы повторить.

Некоторые из основных понятий, которые вы можете найти в ресурсе Learn by Concept для AP Physics 2, включают:

— Электричество и магнетизм

— Жидкости

— Квантовая и ядерная физика

— Термодинамика

— Волны

— И многие другие.

Когда вы почувствуете, что хорошо разбираетесь в концепциях AP Physics, охватываемых Learn by Concept, вы можете ознакомиться с некоторыми другими бесплатными учебными материалами, доступными через средства обучения Varsity Tutors. Вы найдете карточки, небольшие практические тесты, посвященные конкретному материалу, вопрос дня и даже полноценные практические тесты, предназначенные для имитации реального опыта тестирования. С такими полезными инструментами обучения вы можете создать персонализированный учебный план AP Physics 2, который будет организованным и всеобъемлющим.

Все ресурсы AP Physics 2

6 Диагностические тесты 149 практических тестов Вопрос дня Карточки Обучение по концепции

Массовый расход

Исследовательский центр Гленна Сохранение массы является фундаментальным понятие физики. В некоторой проблемной области количество массы остается постоянным — масса не создается и не уничтожается. масса любого объекта — это просто объем, который этот объект занимает раз больше плотности объекта. Для жидкости (жидкость или газ) плотность, объем и форма объекта могут изменяться в пределах домен со временем. И масса может двигаться через домен. На На рисунке показано течение газа через суженную трубку. Здесь нет накопление или разрушение массы через трубку; То же количество массы покидает трубку, когда входит в трубку. В любом самолете перпендикулярно центральной линии трубы, такое же количество массы проходит через. Мы называем количество массы, проходящей через плоскость массовый расход. Закон сохранения массы (непрерывность) говорит нам, что массовый расход через трубку равен постоянный. Мы можем определить значение массового расхода из условия течения. Если жидкость первоначально проходит через площадь A со скоростью V , мы можем определить объем массы, который должен быть выметен за некоторое время т . Объем против : v = А * V * т Проверка единиц дает площадь x длина/время x время = площадь x длина = объем. Масса м содержится в этот объем просто плотностью х раза больше объема. м = г * А * V * т Для определения массового расхода mточка разделим масса к тому времени. Полученное определение массового расхода: показано на слайде красным цветом. mточка = г * А * В Как инженеры используют эти знания о массовом расходе? От Второй закон движения Ньютона, аэродинамические силы на самолете (лифт и перетаскивание) напрямую связаны с изменением импульса газа со временем. импульс определяется как произведение массы на скорость, поэтому мы можно было бы ожидать, что аэродинамические силы будут зависеть от массового расхода мимо объекта. Тяга, создаваемая двигательная установка также зависит от изменения количества движения рабочего газа. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт