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; ρч, ρв – 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 Cw – 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; ρч, ρж – 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 Cw – коэффициент сопротивления, который можно определить по графику; S – площадь наибольшего сечения частицы, перпендикулярного к потоку.
Определим скорость витания υв 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 Reкр=2320