О гидродинамике и законе Бернулли.

Anik · Сообщение **Anik** » 18 фев 2015, 14:01

Важно понять такую теорему: если несжимаемая жидкость движется в трубе с постоянным сечением S по длине трубы, и при этом целиком без разрывов заполняет трубу, то скорости течения жидкости в любом сечении такой трубы одни и те же, независимо от того, движется жидкость по трубе с постоянным расходом или с изменяющимся.
Отсюда следует, что при падении жидкости в вертикальной цилиндрической трубе, когда скорость жидкости по мере уменьшения высоты сечения возрастает, вода не может сплошным образом заполнять цилиндрическую трубу! Либо, нам придётся допустить, что вода в вертикальной цилиндрической трубе падает с постоянной скоростью, а не с ускорением g.

Chelo27 · Сообщение **Chelo27** » 18 фев 2015, 15:13

Ну вот совсем другой подход. Мне нравится. При разработке практического проекта надо искать как создать пути решения задания, а не искать как создать условия при которых задание не выполнимо.

Anik писал(а):Source of the post Либо, нам придётся допустить, что вода в вертикальной цилиндрической трубе падает с постоянной скоростью, а не с ускорением g.

Ну если прийдётся то допустим. Не устраивает нас космическая скорость при трубе D = 7,5 м , возьмём D = 2,5м. Всё равно турбулентное движение? А попробуем увиличить напор на входе в трубу. Увиличится скорость потока, увиличится сопротивление, глядиш и застабилизируется скорость. Ещё не получилось? А поставим конусную дросселную шайбу или встречный конус. Нет требуемого результата, ещё чего нибудь попробовать изменить. Хорошо когда мысленный экспериментатор совмещён с теоретиком - расчётщиком в одном лице называемом инженер конструктор, который ещё и посчитать может что дешевле, изготовить и закрепить конусну трубу или цилиндрическу. Одну D = 7,5 м или 3 шт по 2,0 м?
Спосибо Anik. У меня больше к Вам вопросов нет.

Anik · Сообщение **Anik** » 19 фев 2015, 11:25

Chelo27 писал(а):Source of the post Не устраивает нас космическая скорость при трубе D = 7,5 м , возьмём D = 2,5м. Всё равно турбулентное движение?

Главное не в том, турбулентное движение или ламинарное, а главное получить неразрывный поток в трубе. Разрывы в жидкости способствуют кавитации.
Вода может сплошным образом, неразрывно течь в трубе (что нам и желательно), а поток, тем не менее быть турбулентным (или ламинарным, не важно это).
Как же получить неразрывный поток воды в вертикальной трубе, где вода падает с ускорением?

Chelo27 · Сообщение **Chelo27** » 19 фев 2015, 16:37

Anik писал(а):Source of the post Вода может сплошным образом, неразрывно течь в трубе (что нам и желательно), а поток, тем не менее быть турбулентным (или ламинарным, не важно это).

Это Важно. Если в месте предполагаемог отрыва происходит кавитация, то это уже: во первых не сплошной поток воды, а поток воды с газовыми пузырями это уже не ламинарный поток.; во вторых у воды с газовыми пузырями существенно меняются физические свойства: с одной стороны плотность - стала легче, вязкость - меньше липнет к стенккам, упругость, прочность легче разрывается поток, с другой стороны резко увиличится объём заполняя гепотетические пустоты которые могли бы заполнить пустоты от предполагаемого сужения.
Вы отдаёте предпочтение варианту отрыва потока на который воздействует ускорение свободного падения потому что он разгогяется, а почему не варианту прилипания к стенкам трубы от смачивания и как результат торможение. Что бы оторвался между потоком и стенкой должен попасть газ, воздух или водяной пар. Если Вам так сильно зочется, что бы оторвалось понаставте по всей длине односторонние клапана пускай подсасывается воздух, или материал трубы взять с однонаправленной проницаемостью.
В противном случае надо принять все возможные меры к притормаживанию потока до состабилизацией на любой скорости. Что бы не тратить время на критику моих способов, давайте рассмотрим сначало Ваши предложения.

Anik · Сообщение **Anik** » 19 фев 2015, 17:16

Chelo27 писал(а):Source of the post Если в месте предполагаемог отрыва происходит кавитация, то это уже: во первых не сплошной поток воды, а поток воды с газовыми пузырями это уже не ламинарный поток...

Ещё раз обращаю ваше внимание на то, что сплошная, без разрывов струя жидкости может быть и ламинарной и турбулентной. Турбулентный поток, вовсе не означает - поток с разрывами.
В турбулентном потоке жидкость движется хаотично с завихрениями (без пустот) и нет устойчивых трубок тока. В стационарном течении ламинарного потока трубки тока неизменны во времени.
Моёй задачей как раз и является достижение неразрывного потока в трубе, (в которой жидкость движется равноускоренно), поскольку при разрывах в жидкости возможна кавитация.
Тот факт, что жидкость движется ускоренно есть следствие того, что она падает.

Chelo27 · Сообщение **Chelo27** » 19 фев 2015, 20:50

Anik писал(а):Source of the post Моёй задачей как раз и является достижение неразрывного потока в трубе, (в которой жидкость движется равноускоренно),

Так достигайте. Где Ваши предложения? Пока одни вопросы.

поскольку при разрывах в жидкости возможна кавитация.

Какраз с точностью до наоборот. Там где возникнет кавитация, там и разорвётся поток. О чём разговор? Собственно вроде бы уже договорились или равноускоренный поток в конусной трубе, или застабилизированный поток в цилиндрической.

Anik · Сообщение **Anik** » 20 фев 2015, 06:25

Сообщение удалено.

Anik · Сообщение **Anik** » 20 фев 2015, 07:22

Chelo27 писал(а):Source of the post Собственно вроде бы уже договорились или равноускоренный поток в конусной трубе, или застабилизированный поток в цилиндрической.

Вот если бы вы добавили, что это условие следует из неразрывности потока, было бы хорошо. И ещё замечание: в конусной трубе будет ускоренный поток, но не равноускоренный. Чтобы поток был равноускоренный, сечение трубы должно убывать обратно пропорционально её длине. При этом изменение диаметра трубы будет выглядеть как изменение координаты $$y$$

у гиперболы при увеличении координаты $$x$$

. Ветвь гиперболы асимптотически приближается к оси $$OX$$

.
Эту формулу я уже приводил.

Anik писал(а):Source of the post $S_{2}=\frac{S_{1}v_{1}}{\sqrt{v_{1}^{2}+2g\Delta h}}$
По этой формуле можно найти площадь любого сечения по высоте трубы $\Delta h$ (отсчитывается от верха трубы).

zam2 · Сообщение **zam2** » 20 фев 2015, 09:30

Разрешите вклиниться в разговор.
Предлагаю решить простенькую задачку.

Есть два очень больших резервуара, соединеные трубой постоянного сечения. Жидкость несжимаемая и без вязкости.
Требуется определить в установившемся режиме расход жидкости в трубе и показание манометра.
Смею утерждать, что никаких воздушных или паровых пузырей в трубе не будет.

Anik · Сообщение **Anik** » 20 фев 2015, 10:04

zam2, ваше утверждение справедливо, если высота H меньше 10м. Если больше, то в верхней части трубы наступит разрыв потока, и этот разрыв будет уже иметь место до самого конца трубы внизу. А там где вода попадает в нижний бассейн, будет кавитация, со всякими нежелательными процессами.
Желаете сами подумать, или требуются разъяснения?

yourdomain.com