 |
Практическое применение уравнения Бернулли
|
|
|
|
Практическое применение уравнения Бернулли
Уравнение Бернулли находит самое широкое применение в технике. Работа ряда устройств и приборов основана на использовании этого важнейшего закона гидравлики. На основании уравнения Бернулли создан ряд приборов: водомер Вентури, водоструйный насос, эжектор, карбюратор и т. д.
Карбюратор предназначен для образования рабочей смеси топлива в поршневых двигателях внутреннего сгорания, т. е. для подсоса бензина и смешивания его с воздухом.
Трубчатый расходомер Вентури. Этот измерительный прибор имеет ряд достоинств. Он прост в изготовлении и эксплуатации (в нем отсутствуют какие-либо движущиеся части), имеет низкую стоимость, характеризуется незначительными потерями напора. Прибор можно использовать для измерения расхода как однородных, так и неоднородных жидкостей, широко применяется в лабораторных и промышленных условиях.
Гидродинамические трубки предназначены для измерения местных скоростей в отдельных точках живого сечения потока жидкости.
13. Гидравлическое сопротивление, потерянные напор и давление, коэффициенты гидравлического сопротивления и трения.
При движении жидкости в аппаратах и трубопроводах возникают потери энергии связанные с вязкостью жидкости ( трение) (тип первый, его называют гидравлическими потерями по длине ∆ hl ) обусловлено резким изменением конфигурации потока ( сужения, расширения, поворот, запорные устройства )( второй тип – местные потери ∆ hмс )
(Потери напора по длине потока)
(потери давления)
14. Кондуктивный теплообмен в плоской стенке.
Процессы, скорость протекания которых зависит от скорости провода или отвода теплоты, называются теплообменными. Движущей силой теплоовыз процессов является разность температур
|
|
|
Молекулярный механизм переноса тепла – теплопроводность ( кондукция)
Скорость w=0 (неподвижн)
Если процесс стационарный, тогда 
, считаем, что высота и длина стенки гораздо больше толщины стенки 
, следовательно 
.
Поскольку 
, имеем:
Очевидным решением этого уравнения является:
откуда 
Из полученного уравнения видно, что в плоской стенке распределение Т является прямолинейным.
Граничные условия:
При 
,
при 
.
Находим 
и 
, 
.
Распределение T по толщине 
:
Поток тепла за счет теплопроводности определяется по закону Фурье:
Здесь 
- характеризует тепловую проводимость стенки, а 
- термическое сопротивление стенки.
15. Конвективный теплообмен: гидродинамический и тепловой пограничный слои.
Теплообмен между движущейся средой и поверхностью твердого тела называется конвективным теплообменом, или теплоотдачей. При этом тепловой поток в самой среде складывается из потока, обусловленного теплопроводностью, и потока, обусловленного конвекцией: × × × ×
q = qт. пр + qконв , или q = -lÑ t + rwh ,
Где, q – плотность теплового потока в среде при конвективном теплообмене;
qт. пр = - lÑ t – плотность теплового потока, обусловленного теплопроводностью
qконв = rwh – плотность теплового потока, обусловленного конвекцией
- градиент температуры.
W - скорость движения среды; r - плотность теплоносителя; h - энтальпия теплоносителя.
При любом режиме движения частицы жидкости, непосредственно прилегающие к твёрдой поверхности, как бы прилипают к ней. В результате вблизи обтекаемой поверхности под действием сил вязкого трения образуется плоский слой заторможенной жидкости, в пределах которого скорость жидкости изменяется от нуля (на поверхности тела) до скорости невозмущенного потока (вдали от тела). Этот слой заторможенной жидкости называется гидродинамическим пограничным слоем.
|
|
|
В зависимости от движущих сил различают свободное движение, совершающееся под действием разности плотностей нагретых и холодных частей среды, и вынужденное движение, которое происходит под действием внешних сил, создающихся насосами, компрессорами, вентиляторами и т. п. В зависимости от скорости потока различают ламинарный и турбулентный режимы течения. При ламинарном режиме характер течения спокойный, слоистый, без перемешивания, траектории частиц жидкости повторяют профиль канала.
При турбулентном режиме течение жидкости неупорядоченное, вихревое, с хаотично изменяющимися во времени траекториями частиц жидкости, в потоке возникают
нерегулярные пульсации скорости и давления.
Гидродинамический пограничный слой (слой заторможенной жидкости), режим течения жидкости в нем влияют на коэффициент теплоотдачи. Чем меньше толщина гидродинамического пограничного слоя δ, тем выше коэффициент теплоотдачи α.
Аналогично понятию гидродинамического пограничного слоя существует понятие теплового пограничного слоя. Это слой жидкости (δ τ ), прилегающий к твердой поверхности, в пределах которого температура жидкости изменяется от температуры стенки (tс) до температуры потока вдали от поверхности (tж).
|
|
|
