ایمیل headsales@tkflow.com
سوالی دارید؟ با ما تماس بگیرید: 0086-13817768896

مفهوم اساسی حرکت سیال - اصول دینامیک سیالات چیست؟

مقدمه

در فصل قبل نشان داده شد که می‌توان به راحتی شرایط ریاضی دقیقی را برای نیروهای اعمال شده توسط سیالات در حالت سکون به دست آورد. دلیل این امر آن است که در هیدرواستاتیک فقط نیروهای فشار ساده دخیل هستند. وقتی یک سیال در حال حرکت در نظر گرفته می‌شود، مسئله تحلیل به یکباره بسیار دشوارتر می‌شود. نه تنها باید بزرگی و جهت سرعت ذرات را در نظر گرفت، بلکه تأثیر پیچیده ویسکوزیته که باعث ایجاد تنش برشی یا اصطکاکی بین ذرات سیال در حال حرکت و در مرزهای حاوی آن می‌شود نیز وجود دارد. حرکت نسبی که بین عناصر مختلف جسم سیال امکان‌پذیر است، باعث می‌شود فشار و تنش برشی از یک نقطه به نقطه دیگر بسته به شرایط جریان به طور قابل توجهی متفاوت باشد. به دلیل پیچیدگی‌های مرتبط با پدیده جریان، یک تحلیل ریاضی دقیق فقط در موارد کمی امکان‌پذیر است و از دیدگاه مهندسی، برخی از آنها تا حدودی غیرعملی هستند. بنابراین لازم است مسائل جریان یا با آزمایش یا با در نظر گرفتن فرضیات ساده‌کننده خاصی که برای به دست آوردن یک راه‌حل نظری کافی هستند، حل شوند. این دو رویکرد متقابلاً ناسازگار نیستند، زیرا قوانین اساسی مکانیک همیشه معتبر هستند و امکان اتخاذ روش‌های تا حدی نظری را در چندین مورد مهم فراهم می‌کنند. همچنین مهم است که به صورت تجربی میزان انحراف از شرایط واقعی ناشی از یک تحلیل ساده شده را مشخص کنیم.

رایج‌ترین فرض ساده‌کننده این است که سیال ایده‌آل یا کامل است، بنابراین اثرات پیچیده لزجت را از بین می‌برد. این اساس هیدرودینامیک کلاسیک است، شاخه‌ای از ریاضیات کاربردی که مورد توجه محققان برجسته‌ای مانند استوکس، ریلی، رانکین، کلوین و لمب قرار گرفته است. محدودیت‌های ذاتی جدی در نظریه کلاسیک وجود دارد، اما از آنجایی که آب ویسکوزیته نسبتاً کمی دارد، در بسیاری از موقعیت‌ها مانند یک سیال واقعی رفتار می‌کند. به همین دلیل، هیدرودینامیک کلاسیک را می‌توان به عنوان ارزشمندترین پیشینه برای مطالعه ویژگی‌های حرکت سیال در نظر گرفت. فصل حاضر به دینامیک اساسی حرکت سیال می‌پردازد و به عنوان مقدمه‌ای اساسی برای فصل‌های بعدی که به مسائل خاص‌تر در هیدرولیک مهندسی عمران می‌پردازند، عمل می‌کند. سه معادله اساسی مهم حرکت سیال یعنی معادلات پیوستگی، برنولی و مومنتوم استخراج و اهمیت آنها توضیح داده شده است. در ادامه، محدودیت‌های نظریه کلاسیک بررسی شده و رفتار یک سیال واقعی شرح داده شده است. در کل، یک سیال تراکم‌ناپذیر فرض شده است.

انواع جریان

انواع مختلف حرکت سیال را می‌توان به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:

۱. آشفته و آرام

۲. چرخشی و غیر چرخشی

۳. ثابت و ناپایدار

۴.یکنواخت و غیریکنواخت.

پمپ فاضلاب شناور

پمپ‌های جریان محوری سری MVS پمپ‌های جریان مختلط سری AVS (پمپ‌های فاضلابی شناور جریان محوری عمودی و جریان مختلط) محصولات مدرنی هستند که با موفقیت با استفاده از فناوری مدرن خارجی طراحی شده‌اند. ظرفیت پمپ‌های جدید 20٪ بیشتر از پمپ‌های قدیمی است. راندمان آنها 3 تا 5 درصد بیشتر از پمپ‌های قدیمی است.

اس دی (1)

جریان آشفته و لایه ای.

این اصطلاحات ماهیت فیزیکی جریان را توصیف می‌کنند.

در جریان آشفته، پیشروی ذرات سیال نامنظم است و به نظر می‌رسد که یک تغییر موقعیت تصادفی وجود دارد. ذرات منفرد در معرض سرعت‌های عرضی نوسانی قرار دارند، به طوری که حرکت به جای خطی مستقیم، گردابی و سینوسی است. اگر رنگ در یک نقطه خاص تزریق شود، به سرعت در سراسر جریان جریان پخش می‌شود. به عنوان مثال، در مورد جریان آشفته در یک لوله، ثبت لحظه‌ای سرعت در یک مقطع، توزیع تقریبی را همانطور که در شکل 1(a) نشان داده شده است، نشان می‌دهد. سرعت پایدار، همانطور که توسط ابزارهای اندازه‌گیری معمولی ثبت می‌شود، با خطوط نقطه‌چین نشان داده شده است و واضح است که جریان آشفته با یک سرعت نوسانی ناپایدار که بر روی یک میانگین پایدار زمانی قرار گرفته است، مشخص می‌شود.

اس دی (2)

شکل 1 (الف) جریان آشفته

اس دی (3)

شکل 1 (ب) جریان آرام

در جریان آرام، تمام ذرات سیال در امتداد مسیرهای موازی حرکت می‌کنند و هیچ مؤلفه عرضی سرعت وجود ندارد. پیشرفت منظم به گونه‌ای است که هر ذره دقیقاً مسیر ذره قبلی خود را بدون هیچ انحرافی دنبال می‌کند. بنابراین، یک رشته نازک رنگ بدون انتشار به همان شکل باقی می‌ماند. گرادیان سرعت عرضی در جریان آرام (شکل 1b) بسیار بیشتر از جریان آشفته است. به عنوان مثال، برای یک لوله، نسبت سرعت متوسط ​​V و حداکثر سرعت Vmax در جریان آشفته 0.5 و در جریان آرام 0.05 است.

جریان آرام با سرعت‌های پایین و سیالات لزج و کند مرتبط است. در هیدرولیک خطوط لوله و کانال‌های باز، سرعت‌ها تقریباً همیشه به اندازه کافی بالا هستند تا جریان آشفته را تضمین کنند، اگرچه یک لایه نازک آرام در نزدیکی مرز جامد باقی می‌ماند. قوانین جریان آرام کاملاً درک شده‌اند و برای شرایط مرزی ساده، توزیع سرعت را می‌توان به صورت ریاضی تحلیل کرد. به دلیل ماهیت نامنظم ضربانی آن، جریان آشفته از محاسبات دقیق ریاضی سرپیچی کرده است و برای حل مسائل عملی، لازم است تا حد زیادی به روابط تجربی یا نیمه تجربی تکیه شود.

اس دی (4)

پمپ آتش نشانی توربینی عمودی

شماره مدل:XBC-VTP

پمپ‌های آتش‌نشانی عمودی شفت بلند سری XBC-VTP، مجموعه‌ای از پمپ‌های پخش‌کننده تک مرحله‌ای و چند مرحله‌ای هستند که مطابق با آخرین استاندارد ملی GB6245-2006 تولید شده‌اند. ما همچنین طراحی را با ارجاع به استاندارد انجمن حفاظت از آتش ایالات متحده بهبود بخشیده‌ایم. این پمپ‌ها عمدتاً برای تأمین آب آتش‌نشانی در صنایع پتروشیمی، گاز طبیعی، نیروگاه، نساجی پنبه، اسکله، هوانوردی، انبارداری، ساختمان‌های بلند و سایر صنایع استفاده می‌شوند. همچنین می‌توانند در کشتی، مخزن دریایی، کشتی آتش‌نشانی و سایر موارد تأمین آب نیز کاربرد داشته باشند.

جریان چرخشی و غیر چرخشی

اگر هر ذره سیال دارای سرعت زاویه‌ای حول مرکز جرم خود باشد، جریان را چرخشی می‌نامند.

شکل 2a توزیع سرعت معمول مرتبط با جریان آشفته عبوری از یک مرز مستقیم را نشان می‌دهد. به دلیل توزیع سرعت غیر یکنواخت، ذره‌ای که دو محور آن در ابتدا عمود بر هم هستند، با درجه کمی چرخش دچار تغییر شکل می‌شود. در شکل 2a، جریان در یک مسیر دایره‌ای

مسیر به تصویر کشیده شده است، که سرعت آن مستقیماً با شعاع متناسب است. دو محور ذره در یک جهت می‌چرخند، به طوری که جریان دوباره چرخشی است.

اس دی (5)

شکل 2 (الف) جریان چرخشی

برای اینکه جریان غیرچرخشی باشد، توزیع سرعت در مجاورت مرز مستقیم باید یکنواخت باشد (شکل 2b). در مورد جریان در یک مسیر دایره‌ای، می‌توان نشان داد که جریان غیرچرخشی فقط در صورتی صادق است که سرعت با شعاع نسبت معکوس داشته باشد. در نگاه اول به شکل 3، این اشتباه به نظر می‌رسد، اما بررسی دقیق‌تر نشان می‌دهد که دو محور در جهت مخالف می‌چرخند، به طوری که یک اثر جبرانی وجود دارد که باعث ایجاد جهت‌گیری متوسط ​​محورها می‌شود که از حالت اولیه بدون تغییر باقی می‌ماند.

اس دی (6)

شکل 2 (ب) جریان غیرچرخشی

از آنجا که همه سیالات دارای ویسکوزیته هستند، پایین بودن ویسکوزیته یک سیال واقعی هرگز به معنای چرخش واقعی نیست و جریان لایه‌ای مسلماً بسیار چرخشی است. بنابراین، جریان غیرچرخشی یک حالت فرضی است که مورد توجه آکادمیک قرار می‌گیرد - تنها اگر این واقعیت وجود نداشت که در بسیاری از موارد جریان آشفته، ویژگی‌های چرخشی آنقدر ناچیز هستند که می‌توان از آنها صرف نظر کرد. این امر به این دلیل مناسب است که می‌توان جریان غیرچرخشی را با استفاده از مفاهیم ریاضی هیدرودینامیک کلاسیک که قبلاً به آن اشاره شد، تجزیه و تحلیل کرد.

پمپ گریز از مرکز آب دریا

مدل شماره: ASN ASNV

پمپ‌های مدل ASN و ASNV، پمپ‌های سانتریفیوژ تک مرحله‌ای با محفظه حلزونی دو مکشه هستند و برای انتقال مایعات یا کارهای آبی، گردش هوا در تهویه مطبوع، ساختمان، آبیاری، ایستگاه پمپاژ زهکشی، نیروگاه برق، سیستم آبرسانی صنعتی، سیستم آتش‌نشانی، کشتی، ساختمان و غیره استفاده می‌شوند.

اس دی (7)

جریان پایدار و ناپایدار.

جریان زمانی پایدار نامیده می‌شود که شرایط در هر نقطه نسبت به زمان ثابت باشد. تفسیر دقیق این تعریف منجر به این نتیجه می‌شود که جریان آشفته هرگز واقعاً پایدار نبوده است. با این حال، برای هدف فعلی، مناسب است که حرکت کلی سیال را به عنوان معیار و نوسانات نامنظم مرتبط با آشفتگی را تنها به عنوان یک تأثیر ثانویه در نظر بگیریم. یک مثال بارز از جریان پایدار، تخلیه ثابت در یک مجرا یا کانال باز است.

به عنوان نتیجه، جریان زمانی ناپایدار است که شرایط نسبت به زمان تغییر کند. نمونه‌ای از جریان ناپایدار، دبی متغیر در یک مجرا یا کانال باز است؛ این معمولاً یک پدیده گذرا است که پس از یا به دنبال یک دبی پایدار رخ می‌دهد. سایر موارد آشنا

نمونه‌هایی از ماهیت تناوبی‌تر، حرکت موج و حرکت چرخه‌ای توده‌های بزرگ آب در جریان جزر و مدی هستند.

بیشتر مسائل عملی در مهندسی هیدرولیک مربوط به جریان پایدار است. این یک مزیت است، زیرا متغیر زمان در جریان ناپایدار، تحلیل را به طور قابل توجهی پیچیده می‌کند. بر این اساس، در این فصل، بررسی جریان ناپایدار به چند مورد نسبتاً ساده محدود خواهد شد. با این حال، باید در نظر داشت که چندین نمونه رایج از جریان ناپایدار را می‌توان به موجب اصل حرکت نسبی به حالت پایدار کاهش داد.

بنابراین، مسئله‌ای که شامل حرکت یک شناور در آب ساکن است را می‌توان به گونه‌ای دیگر بیان کرد که شناور ساکن و آب در حال حرکت باشد؛ تنها معیار برای شباهت رفتار سیال این است که سرعت نسبی یکسان باشد. مجدداً، حرکت موج در آب عمیق را می‌توان به ... کاهش داد.

حالت پایدار با فرض اینکه یک ناظر با همان سرعت با امواج حرکت می‌کند.

اس دی (8)

پمپ توربینی عمودی

پمپ تخلیه آب گریز از مرکز چند مرحله‌ای توربینی عمودی موتور دیزل این نوع پمپ تخلیه آب عمودی عمدتاً برای پمپاژ فاضلاب یا پساب بدون خوردگی، با دمای کمتر از 60 درجه سانتیگراد، با مواد جامد معلق (به جز فیبر، شن و ماسه) کمتر از 150 میلی‌گرم در لیتر استفاده می‌شود. پمپ تخلیه عمودی نوع VTP در پمپ‌های آب عمودی نوع VTP قرار دارد و بر اساس افزایش و یقه، روغن کاری لوله را با آب تنظیم می‌کند. می‌تواند دمای زیر 60 درجه سانتیگراد را دود کند، برای حاوی دانه جامد خاصی (مانند آهن قراضه و ماسه ریز، زغال سنگ و غیره) از فاضلاب یا پساب ارسال شود.

جریان یکنواخت و غیر یکنواخت

جریان زمانی یکنواخت نامیده می‌شود که هیچ تغییری در اندازه و جهت بردار سرعت از یک نقطه به نقطه دیگر در طول مسیر جریان وجود نداشته باشد. برای انطباق با این تعریف، هم مساحت جریان و هم سرعت باید در هر مقطع عرضی یکسان باشند. جریان غیر یکنواخت زمانی رخ می‌دهد که بردار سرعت با مکان تغییر کند، یک مثال معمول جریان بین مرزهای همگرا یا واگرا است.

هر دوی این شرایط جایگزین جریان در هیدرولیک کانال‌های باز رایج هستند، اگرچه به طور دقیق، از آنجایی که جریان یکنواخت همیشه به صورت مجانبی نزدیک می‌شود، این یک حالت ایده‌آل است که فقط به آن تقریب زده می‌شود و هرگز در واقع به آن دست نمی‌یابد. باید توجه داشت که این شرایط به فضا مربوط می‌شوند نه به زمان و بنابراین در موارد جریان محصور (مثلاً لوله‌های تحت فشار)، کاملاً مستقل از ماهیت پایدار یا ناپایدار جریان هستند.


زمان ارسال: ۲۹ مارس ۲۰۲۴