Skysčių mechanikos konspektas


Mechanikos konspektas.

Skyscio savoka. Skysciu tipai. Klampa. Idialaus skyscio savoka. Skysti veikiančios jėgos. Slėgio sąvoka. Hidrostatinis slėgis. Pagrindinis hidrostatikos dėsnis. /. Paskalio dėsnis. Slėgio į plokščią paviršių atstojamoji jėga. Skysčio tėkmė , jos parametrai. Tėkmės vientisumo lygtis. Bernulio lygties geometrinė ir enegetinė prasmė. Hidraulinių nuostolių sąvoka. Bernulio lygtis realaus skysčio elementariai čiurkšlei ir tėkmei. Skysčio tekėjimo režimai. Kelio hidrauliniai nuostoliai laminarinėje tėkmėje. Λ 64 Re. Re vD ν. V2 2g. Kelio hidrauliniai nuostoliai turbuliantinėje tėkmėje. Λ Re Δe. Λ Δe. Vietiniai Hidrauliniai nuostoliai. Bernulio lygties taikymas vamzdynams skaičiuoti. Parenkama horizontali atskaitos plokštuma. Parenkami du tėkmės skerspjūviai 1 ir. Nustatomi pagrindiniai parametrai pasirinkuose skerspjūviuose z1 , p1 , v1 ir z2 , p2 , v. Šezi formulė. =( R1 6 R. =( Rx. Šezi formulės taikymas vamzdynams skaičiuoti. Angos ir antgalio sąvokos. Skysčių tekėjimas pro angas. Hidraulinis smūgis. Gruntinis vanduo. Darsi formulė , diupui lygtis , Filtracija. Diupuit lygtis.


Yra dvi skysčių rūšys: Lašelinis ir dujinis. Lašeliniu vadinams toks skystis, kuris net ir didelio slėgio veikiamas beveik nekeičia savo tūrio. Dujiniu vadinamas skystis, kurio tūris tiesiogiai priklauso nuo slėgio ( dujos, garai). Minėtų skysčių mechaninės savybės yra panašios, tik išreiškiamos skirtingais laipsniais.

Skysčių mechanika nagrinėja lašelinių skysčių mechanikos dėsnius. Dujiniams skysčiams reikia taikytis mechanikos prielaidas su termodinamikos sąvokomis ir metodais. Jei p<1Mpa, o vid. Tėkmės greitis v<10m/s.

Skysčio dalelėms judant nevienodu greičiu, dėl tarpmolekulinės sąveikos tarp skysčio dalelių atsiranda trintis – skysčio judėjimui besipriešinanti jėga. Skysčio savybė priešintis jo dalelių pasislinkimui ir, joms judant, sudaryti vidinius liečiamuosius (tangentinius) įtempius vadinama klampa.

Klampa – visų reiškinių, susijusių su skysčio judėjimu ( tekėjimu), aiškinimo pagrindas.

Yra dinamė klampa bei kinematinė klampa. Dinaminė klampa – tai jėga, kurios reikia vienam skysčio sluoksniui perlinkti kito, gretimo sluoksnio atžvilgiu, kai lietimosi paviršiaus plotas ir greičio gradientas yra lygūs vienetui. O Kinematinė klampa vadinama skysčio dinaminės klampos ir tankio santykis.

Didėjant temperatūrai lašelinių skysčių klampa mažėja, o dujinių skysčių klampa didėja.

Idealiu skysčiu vadinamas visiškai nesuspaudžiamas skystis, pasižymintis absoliučiu dalelių judrumu.

Paviršinės jėgos – tai jėgos, veikiančios nagrinėjamo skysčio tūrio paviršiuje arba jėgos, salygiškai keičiančios pašalintos skysčio dalie įtaką nagrinėjamo skysčio tūriui:

Tūrinės jėgos – tai jėgos veikiančios kiekvieną skysčio dalelę ir proporcingos skysčio tūriui:

Hidrostatinis slėgis yra vektorius. Hidrostatinis slėgis pasižymi dviem savybėmis, kurių viena nusako slėgio veikimo kryptį, kita – slėgio dydį.

Pirmoji hidrostatinio slėgio savybė – hidrostatinis slėgis yra statmenas slegiamam ploteliui ir nukreiptas į jį.

Antroji savybė – hidrostatinis slėgis nejudančio skysčio taške visomis kryptimis yra vienodas.

Pirmasis lygties narys (z) vadinamas padėties aukščiu, antrasis lygties narys (p/p(ro)*g) vadinamas slėgio aukščiu. Šių dviejų narių suma vadinama pjezometriniu aukščiu.

Pusiausvyros būsenos skystis turi potencinės energijos ir gali atlikti tam tikrą darbą. Pirmasis lygties narys (z) tai padėties lyginamoji energija, o antrasis (p/p(ro)*g)- slėgio lyginamoji energija, šių narių suma – lyginamoji potencinė energija. Energetiniu požiūriu pagrindinis hidrostatikos dėsnis yra pusiausviro skysčio potencinės energijos tvarumo dėsnis.

Bet koks slėgio pokytis viename pusiausviro skysčio taške perduodamas visiems skysčio taškams vienodai. Šis dėsnis vadinamas Paskalio dėsniu. Taigi, visuose pusiausviro skysčio taškuose slėgis kinta vienodai. Šiuo dėsniu pagrįstas hidraulinio preso, hidraulinio keltuvo ir kitų hidraulinių mašinų veikimas. /

Nagrinėjamo plokščiojo paviršiaus plotą A skystis veikia atstojamąja jėga F. Šis plotas gali būti išskaidomas į mažus plotelius dA, kuriuos atitinkamai veikia elementariosios skysčio slėgio jėgos dF. Kadangi paviršius plokščias, visos elementariosios jėgos dF, veikiančios plotelius dA, tarpusavyje yra lygiagrečios ir nukreiptos statmenai į tuos plotelius. Taigi, ir jėga F yra statmena plokščiajam paviršiui ir nukreipta į jį. Skysčio slėgio atstojamoji jėga F yra lygi visų elementariųjų jėgų dF sumai. /

/Taigi, skysčio slėgio atstojamosios jėgos į plokščią jį paviršių dydis lygus skysčio hidrostatiniam slėgiui paviršiaus geometriniame centre, padaugintam iš paviršiaus ploto.

Skysčio, kaip visumos, judėjimą jį ribojančių paviršių atžvilgiu vadiname tekėjimu. Ribojantys paviršiai tai gali būt kanalo sienelės, vagos šlaitai ir t.t.

Skysčio tekėjime išskiriami du atvejai: Kai analizuojamos skysčio dalelių judėjimo erdvėje kryptys tam tikru fiksuotu laiko momentu arba analizuojamas skysčio dalelių judėjimas erdvėje bėgant laikui.

Skysčio tėkmė apibūdinama skerspjūvio plotu, debitu ir vid. Tėkmes greičiu.

Dar taip pat naudojami vietinis skysčio greitis (u), skysčio slėgis (p), hidraulinis spindulys (R) bei šlapiasis perimetras /, .

Geometriniu požiūriu: Bernulio lygties pirmasis narys: z – atitinka padėties aukštį, antrasis narys: p/(ρg) – slėgio aukštį, o trečiasis narys: u2/(2g) – greičio aukštį. Pirmųjų dviejų narių suma vadinama pjezometriniu aukščiu: Hp=z+p/ρg. Visų trijų Bernulio lygites narių suma atitinka atstumą nuo atskaitos plokštumos iki skysčio laisvojo paviršiaus pitometre ir vadinams hidrauliniu aukščiu: /

Energiniu požiūriu: judantis skystis turi ir potencinės ir kinetinės energijos. Pirmasis Bernulio lygties narys apibūdina padėties lyginamąją energiją, antrasis – slėgio lyginamąją energiją, trečiasis – greičio lyginamąją energiją. Bernulio lygties pirmųjų dviejų nariū suma apibūdina skysčio potencinę lyginamąja energiją. Trečiasis Bernulio lygties narys apibūdina skysčio kinetinę lyginamąją energiją. Visų trijų Bernulio lygites narių suma – skysčio pilnutinė mechaninė lyginamoji energija.

Skysčio judėjimo metu pasireiškia vidinė trintis tarp skysčio dalelių bei tarp skysčio dalelių ir jį ribojančių paviršių. Realaus skysčio atveju dalis mechaninės energijos dėl trinties jėgų yra prarandama – virsta šilumine energija. Šie energijos nuostoliai vadinami hidrauliniais nuostoliai (hw), kurie skirstomi į hidraulinius kelio (hk) ir vietinius nuostolius (hv). Hidrauliniai kelio nuostoliai vadinami dėl trinties jėgų prarandamos mechaninės energijos dalis, o vietiniai hidrauliniai nuostoliai – mechaninės energijos dalis, prarandama skysčiui aptekant įvairias kliūtis.

Pagrindiniai skysčio tekėjimo rėžimai yra laminarinis ir turbulentinis, tarp jų dar yra neapibrėžtas tekėjimo rėžimas. Tekėjimo rėžimo pobūdis spręndžiamas pagal Reinoldso kriterijų. /

Laminarinis (Re<2320)– tai kai esant mažiems skysčio tėkmės greičiams, dažų dalelės juda tiesiai išilgai vamzdžio – matoma dažų linija. Tai rodo, kad skysčio dalelių trajektorijos yra lygiagrečios, o skirting greičiu judantys tėkmės sluoksniai tarpusavyje nesimaišo.

Turbulentinis(Re>4000) – Didinant tėkmės greitų, dažų dalelių trajektorijos keičiasi – gaunamos vingiuotos linijos. Esant dideliams greičiams dažų dalelės juda netvarkingai, besimaišydamos, kas rodo, kad ir skysčio dalelės juda netvarkingai ir besimaišydamos ne tik išilgai, bet ir skersai vamzdžio.

Tarpinis tekėjimo rėžimas tarp laminarinio ir turbulentinio – neapibrėžtas (2320

Hidrauliniai kelio nuostoliai laminarineja tekmeje. Darsi-Veisbacho formule – hL=(lembda) l /d*v2/2g. Naudojama kelio nuostoliams skaičiuoti.

$ - bedimensis dydis, vadinamas vietinių nuostolių koeficiantu; v – vidutinis tėkmės greitis skerspjūvyje už kliųties

1. Parenkama horizontali atskaitos plokštuma 0-0, nuo kurios matuojamas atstumas iki taško kuriame yra arba galima apskaičiuoti slėgį p.

2. Parenkami du tėkmės skerspjūviai 1-1 ir 2-2 kur parametrai z, p, v žinomi arba turi būti apskaičiuoti ir tuomet galėsime susidaryti Bernulio lygtį.

3. Išnagrinėjama sudaryta schemą, nustatomi pagrindiniai parametrai pasirinkuose skerspjūviuose: z1, p1, v1 ir z2, p2, v2.

Projaktuojant vamzdynus kai vamzdžiai ilgi ir nagrinėjamame ruože yra mažai kliųčiū o vidutinis tėkmės greitis gana didelis – turbulentinis tekėjimas vyksta kvadratinio pasipriešinimo zonoje, skaičiavimuose taikoma Šezi formulė. /

Q – debitas, C – šezi koeficiantas R - tėkmės skerspjūvio hidraulinis spindulys nuo vamzdžio skersmens D ir vamzdžio šiurkštumo n.

Anga vadinsime skylę sienelėje, kurios storis neviršija dviejų būdingųjų jos matmenų, pvz.: skersmens, jei skylė yra apskirta /. Anga vadinsime ir trumpą / kanalą, kurio teka skystis be kontakto su jo sienelėmis. Ištekėjusio pro angą skysčio tėkmės skerspjūvio metmenys visuomet yra mažesni negu angos matmenys.

Antgaliu (arba tūta) vadinsime skysčio tėkmei fuormupti skirtą kanalą, kurio ilgis didesnis už du, bet mažesnis už šešis charakteringuosius skerspjūvio matmenis /. Ištekėjusio pro antgalį skysčio tėkmės skerpjūvis visuomet atitinka antgalio formą ir matmenis ties išėjimu.

čia hL - hidrauliniai kelio nuostoliai m; ( - hidraulinės trinties koeficientas; l - tėkmės ruožo, kuriame skaičiuojami hidrauliniai kelio nuostoliai, ilgis m; d - vamzdžio vidaus skersmuo m; v - vidutinis tėkmės greitis m/s;

  • Mechanika Konspektai
  • 2016 m.
  • Lietuvių
  • 7 puslapiai (2105 žodžiai)
  • Universitetas
  • Mechanikos konspektai
  • Microsoft Word 122 KB
  • Skysčių mechanikos konspektas
    10 - 10 balsai (-ų)
Skysčių mechanikos konspektas. (2016 m. Gegužės 23 d.). http://www.mokslobaze.lt/skysciu-mechanikos-konspektas.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 09 d. 19:31