Контрольні запитання

1. Що вивчає дисципліна «Процеси та апарати природоохоронних технологій»?

2. Що є основними задачами цієї дисципліни?

3. Що дозволяє здійснювати в виробничих умовах оволодіння цією наукою?

4. Як класифікують основні процеси природоохоронних технологій?

5. Наведіть приклади за кожним класом цієї класифікації?

6. Які процеси називають періодичними?

7. Які процеси називають безперервними?

Модуль І

ГІДРОМЕХАНІЧНІ ПРОЦЕСИ

1. Основи гідравліки

(лекція)

Мета: надати студентам загальні відомості та основні властивості рідини; вивчити матеріальний баланс потоку рідини ( рівняння нерозривності рідини).

План

1. Поняття реальної та ідеальної рідини.

2. Основні фізичні властивості рідини.

3. Закон Паскаля.

4. Матеріальний баланс потоку рідини.

При дослідженні різних питань гідравліки вводять поняття ідеальної рідини, тобто рідини, що абсолютно не зтискується і не володіє внутрішнім тертям між частками (в’язкістю). В дійсності рідина зтиснюється та володіє в'язкістю – реальна рідина.

Основні властивості рідини

• Густина ()

 = кг/м³

• Питома вага (γ)

н/м³,кгс/м³, де g = 9,8 м/с²; γ = ρ*g

• В’язкість (властивість рідини здійснювати опір руху)

 - коефіцієнт динамічної в’язкості

 = Па*с =   = [ ]

 - коефіцієнт кінематичної в’язкості

 = м²/с

• Тиск (р)

Р = гідростатичний тиск; Р – сила тиску рідини на поверхню F

Р =  =Па=ат=мм вод.ст. = [бар]

Якщо рідина налита в сосуді, то Р, що діє на його дно, дорівнює Р = FHg => р = Нg – тиск рідини на дно сосуду, де Н – висота стовпа рідини. Тобто сила тиску на дно не залежить від форми та об’єму сосуда і визначається лише F та Н.

Закон Паскаля. Якщо в будь-якій точці будь-якого об’єму рідини змінити тиск на будь-яку величину, то в будь-якій іншій точці цього об’єму тиск зміниться на таку ж саму величину:

P =

де р₀ – тиск над рідиною

М атеріальний баланс потоку

Швидкість руху часток рідини неоднакова за перерізом її потоку. Тому вводять поняття середньої швидкості потоку усіх часток рідини в перерізі ().

Розхід рідини – кількість рідини, що протікає через переріз потоку в одиницю часу. (Розрізняють кількісний, масовий та об’ємний розхід).

V = w * S

Це рівняння об’ємного розходу; м³/с ,

w = м/с – середня швидкість (лінійна швидкість)

Масова швидкість позначається як W, G – масовий розхід рідини, кг/сек.

W= кг/м²*с,

де залежність між масовою та лінійною швидкостями визначається

W = , W = , => W = *

Якщо швидкість часток рідини не змінюється в часі, то її рух вважається встановленим. При такому русі в кожному перерізі потоку постійні не лише швидкість, а й розхід, температура, тиск та щільність рідини.

w

Матеріальний баланс потоку рідини

G=S₁W₁=S₂ W₂=const (1)

або

G=S₁w₁ρ₁=S₂w₂ρ₂=const (2)

Для рідини, що не зтискається р₁ = р₂, =>

V = S₁w₁=S₂w₂=const (3).

Рівняння 1-3 представляють собою матеріальний баланс потоку рідини і називають рівнянням нерозривності потоку. Згідно цим рівнянням, середні швидкості рідини в різних перетинах трубопроводу обернено пропорціональні площам цих перетинів.