17. Равновесие и движение частиц во флюиде, обладающем динамическим напряжением сдвига. Силы, действующие на частицу, которая полностью погружена во флюид.

– равнодействующая выталкивающей силы и силы тяжести

Где V – объём частицы; ρ_ч, ρ_в – плотности частицы и жидкости;

Сила R уравновешивается силой сопротивления Wп, которая зависит от реологических свойств жидкости, режима обтекания, концентрации и формы частиц.

Рассматривают единичную сферическую частицу с эквивалентным диаметром в неограниченной среде . Экспериментально установлено, что в этом случае частица при обтекании имеет наименьшее сопротивление. Скорость витания и расход, найденные с её помощью, будут получены в виде оценок сверху. Выражение для определения силы сопротивления частицы при обтекании ее вязкой жидкостью, согласно формуле Стокса, имеет вид

Эта формула справедлива для чисел Re =

При любых значениях Re силу сопротивления можно выразить в общей форме

Где C_w – коэффициент сопротивления, который можно определить по графику; S – площадь наибольшего сечения частицы, перпендикулярного к потоку.

18. Максимальный диаметр частицы, не тонущей в впж.

19. Скорость жидкости, обеспечивающая витание частиц в ньютоновском потоке. Формула Риттингера.

(1) – равнодействующая сил тяжести и выталкивания

Где V – объём частицы; ρ_ч, ρ_ж – плотности частицы и жидкости;

Сила R уравновешивается силой сопротивления Wп, которая зависит от реологических свойств жидкости, режима обтекания, концентрации и формы частиц.

Рассматривают единичную сферическую частицу с эквивалентным диаметром в неограниченной среде . Экспериментально установлено, что в этом случае частица при обтекании имеет наименьшее сопротивление. Скорость витания и расход, найденные с её помощью, будут получены в виде оценок сверху. Выражение для определения силы сопротивления частицы при обтекании ее вязкой жидкостью, согласно формуле Стокса, имеет вид (2)

Эта формула справедлива для чисел Re =

При любых значениях Re силу сопротивления можно выразить в общей форме

(3)

Где C_w – коэффициент сопротивления, который можно определить по графику; S – площадь наибольшего сечения частицы, перпендикулярного к потоку.

Определим скорость витания υ_в в потоке при τ₀ = 0

Приравняем 1 и 3:

20. Основные понятия гидродинамики.

Линия тока – линия, касательная к которой в каждой её точке в данный момент времени совпадает с направлением вектора скорости в этой точке.

Траектория – путь, пройденный частицей.

Трубка тока – цилиндрическая поверхность, состоящая только из линий тока

Жидкость, которая двигается внутри трубки тока называется элементарной струйкой.

Поток – совокупность элементарных струек

Потоки бывают напорные (пр. течение жидкости в трубопроводе), безнапорные (пр. русло реки) и струйные (пр. вытекание жидкости из шланга)

Живое сечение потока – сечение, перпендикулярное каждой струйке

Объемный расход – величина объема жидкости, протекающей в единицу времени через поверхность S

Объемный, массовый и весовой расход жидкости соответственно

, где S – живое сечение потока

Плавное течение, которое наблюдалось в опытах Рейнольдса, называется ламинарным течением, а сменившее его бурное вихревое течение – турбулентным. Причина возникновения турбулентности – потеря гидродинамической устойчивости.

Экспериментально Re_кр=2320