2 paskaita. Slėgio nuostoliai ortakiuose

Paskaitos planas. Masiniai ir tūriniai oro srautai. Bernulio dėsnis. Slėgio nuostoliai horizontaliuose ir vertikaliuose ortakiuose: hidraulinio pasipriešinimo koeficientas, dinaminis koeficientas, Reinoldso skaičius. Slėgio nuostoliai posūkiuose, vietinės varžos, dulkių ir oro mišinio greitinimui. Slėgio praradimas aukšto slėgio tinkle. Pneumatinės transporto sistemos galia.

2. Oro srauto pneumatiniai parametrai

2.1. Oro srauto parametrai

Veikiant ventiliatoriui, vamzdyne sukuriamas oro srautas. Svarbūs oro srauto parametrai yra jo greitis, slėgis, tankis, masė ir oro srautas. Oro srauto tūrinis K, m 3 /s ir masė M, kg/s, yra tarpusavyje sujungti taip:

;
, (3)

Kur F– vamzdžio skerspjūvio plotas, m2;

v– oro srauto greitis tam tikroje atkarpoje, m/s;

ρ – oro tankis, kg/m3.

Slėgis oro sraute išskiriamas į statinį, dinaminį ir bendrą.

Statinis slėgis R ŠvĮprasta remtis judančių oro dalelių slėgiu viena ant kitos ir ant dujotiekio sienelių. Statinis slėgis atspindi potencialią oro srauto energiją toje vamzdžio dalyje, kurioje jis matuojamas.

Dinaminis slėgis oro srautas R dingimas, Pa, apibūdina jo kinetinę energiją toje vamzdžio dalyje, kurioje ji matuojama:

.

Bendras slėgis oro srautas lemia visą jo energiją ir yra lygus statinių ir dinaminių slėgių, išmatuotų toje pačioje vamzdžio atkarpoje, sumai, Pa:

R = R Šv + R d .

Slėgis gali būti matuojamas pagal absoliutų vakuumą arba santykinį su atmosferos slėgiu. Jei slėgis matuojamas nuo nulio (absoliutus vakuumas), tada jis vadinamas absoliučiu R. Jei slėgis matuojamas atmosferos slėgio atžvilgiu, tai bus santykinis slėgis N.

N = N Šv + R d .

Atmosferos slėgis yra lygus skirtumui tarp absoliutaus ir santykinio bendro slėgio

R atm = R – N.

Oro slėgis matuojamas Pa (N/m2), mm vandens stulpelis arba mm gyvsidabrio stulpelis:

1 mm vandens Art. = 9,81 Pa; 1 mmHg Art. = 133,322 Pa. Normalią atmosferos oro būklę atitinka šios sąlygos: slėgis 101325 Pa (760 mm Hg) ir temperatūra 273 K.

Oro tankis yra oro tūrio vieneto masė. Pagal Clayperon lygtį švaraus oro tankis esant 20ºС temperatūrai

kg/m3.

Kur R– dujų konstanta, lygi 286,7 J/(kg  K) orui; T– temperatūra pagal Kelvino skalę.

Bernulio lygtis. Atsižvelgiant į oro srauto tęstinumo sąlygą, oro srautas yra pastovus bet kurioje vamzdžio atkarpoje. 1, 2 ir 3 skyriuose (6 pav.) šią sąlygą galima parašyti taip:

;

Kai oro slėgis kinta iki 5000 Pa diapazone, jo tankis išlieka beveik pastovus. Dėl to

;

Q 1 = Q 2 = Q 3.

Oro srauto slėgio pokytis per vamzdžio ilgį atitinka Bernulio dėsnį. 1, 2 skyriams galime rašyti

kur  R 1.2 – slėgio nuostoliai, atsirandantys dėl srauto pasipriešinimo vamzdžio sienelėms srityje tarp 1 ir 2 sekcijų, Pa.

Sumažėjus vamzdžio 2 skerspjūvio plotui, oro greitis šioje atkarpoje padidės, todėl tūrinis srautas išliks nepakitęs. Tačiau didėjant v 2 padidės dinaminis srauto slėgis. Kad būtų įvykdyta lygybė (5), statinis slėgis turi kristi lygiai tiek, kiek didėja dinaminis slėgis.

Didėjant skerspjūvio plotui, dinaminis slėgis skerspjūvyje sumažės, o statinis slėgis padidės lygiai tiek pat. Bendras slėgis ruože išliks nepakitęs.

2.2. Slėgio praradimas horizontaliame kanale

Trinties slėgio praradimas dulkių-oro srautas tiesioginiame oro kanale, atsižvelgiant į mišinio koncentraciją, nustatomas pagal Darcy-Weisbach formulę, Pa

, (6)

Kur l– tiesiosios dujotiekio atkarpos ilgis, m;

 - hidraulinio pasipriešinimo (trinties) koeficientas;

d

R dingimas– dinaminis slėgis, apskaičiuojamas pagal vidutinį oro greitį ir jo tankį, Pa;

KAM– kompleksinis koeficientas; bėgiams su dažnais posūkiais KAM= 1,4; tiesiems maršrutams su nedideliu posūkių skaičiumi
, Kur d– vamzdyno skersmuo, m;

KAM tm– koeficientas, atsižvelgiant į gabenamos medžiagos tipą, kurio vertės nurodytos toliau:

Hidraulinio pasipriešinimo koeficientas  inžineriniuose skaičiavimuose nustatoma pagal formulę A.D. Altšulija

, (7)

Kur KAM ai– absoliutus ekvivalentinis paviršiaus šiurkštumas, K e = (0,0001... 0,00015) m;

d– vidinis vamzdžio skersmuo, m;

Re– Reinoldso numeris.

Reinoldso numeris orui

, (8)

Kur v– vidutinis oro greitis vamzdyje, m/s;

d– vamzdžio skersmuo, m;

 - oro tankis, kg/m3;

 1 – dinaminis klampos koeficientas, Ns/m 2 ;

Dinaminio koeficiento reikšmė klampumas orui nustatomas pagal Millikano formulę, Ns/m2

 1 = 17,11845  10 -6 + 49,3443  10 -9 t, (9)

Kur t– oro temperatūra, С.

At t= 16 С  1 = 17,11845  10 -6 + 49,3443  10 -9 16 =17,910 -6.

2.3. Slėgio praradimas vertikaliame kanale

Slėgio praradimas judant oro mišinį vertikaliu vamzdynu, Pa:

, (10)

Kur  - oro tankis,  = 1,2 kg/m3;

g = 9,81 m/s2;

h– vežamos medžiagos kėlimo aukštis, m.

Skaičiuojant aspiracines sistemas, kuriose oro mišinio koncentracija   0,2 kg/kg vertė  R pagal atsižvelgiama tik tada, kai  h 10 m nuožulniam vamzdynui  h = l nuodėmė, kur l– nuožulnios sekcijos ilgis, m;  yra dujotiekio pasvirimo kampas.

2.4. Slėgio praradimas čiaupuose

Priklausomai nuo išleidimo angos orientacijos (ortakio sukimosi tam tikru kampu) erdvėje, išskiriami du išleidimo angos tipai: vertikalios ir horizontalios.

Vertikalūs posūkiai žymimas žodžių, atsakančių į klausimus pagal schemą, pradinėmis raidėmis: iš kokio vamzdyno, kur ir į kurį vamzdyną siunčiamas oro mišinys. Išskiriamos šios šakos:

– G-VV – transportuojama medžiaga juda iš horizontalios atkarpos aukštyn į vertikalią dujotiekio atkarpą;

– G-NV – tas pats nuo horizontalios žemyn iki vertikalios pjūvio;

– VV-G – tas pats nuo vertikalios iki horizontalios;

– VN-G – tas pats nuo vertikalios žemyn iki horizontalios.

Horizontalūs posūkiai Yra tik vienas G-G tipas.

Inžinerinių skaičiavimų praktikoje slėgio nuostoliai tinklo išleidimo angoje nustatomi naudojant šias formules.

Esant vartojimo koncentracijos vertėms   0,2 kg/kg

Kur
- šakos atšakų vietinių varžos koeficientų suma (3 lentelė) ties R/ d= 2, kur R– išleidimo angos vidurio linijos sukimosi spindulys; d– vamzdyno skersmuo; dinaminis oro srauto slėgis.

Esant vertėms  0,2 kg/kg

Kur
- sąlyginių koeficientų suma, atsižvelgiant į slėgio nuostolius, atsirandančius dėl medžiagos sukimosi ir pagreičio už išleidimo angos.

Vertybės  apie konv rasti pagal lentelių dydį  T(4 lentelė), atsižvelgiant į sukimosi kampo koeficientą KAM P

 apie konv =  T KAM P . (13)

Koregavimo faktoriai KAM P paimta priklausomai nuo vingių sukimosi kampo :

KAM P

3 lentelė

Atšakų vietinės varžos koeficientai  O adresu R/ d = 2

Filialo dizainas	Sukimosi kampas, 
Lenkimai, lankstyti, štampuoti, suvirinti iš 5 jungčių ir 2 kaušelių

Lėktuvas, esantis nejudančiame arba jo atžvilgiu judančiame oro sraute, patiria pastarojo slėgį, pirmuoju atveju (kai oro srautas nejuda) yra statinis slėgis, o antruoju atveju (kai oro srautas juda) dinaminis slėgis, jis dažniau vadinamas didelio greičio slėgiu. Statinis slėgis sraute panašus į skysčio (vandens, dujų) ramybės būsenoje slėgį. Pvz.: vanduo vamzdyje, jis gali būti ramybės būsenoje arba judant, abiem atvejais vamzdžio sieneles spaudžia vanduo. Vandens judėjimo atveju slėgis bus šiek tiek mažesnis, nes atsirado didelio greičio slėgis.

Pagal energijos tvermės dėsnį oro srauto energija įvairiose oro srauto atkarpose yra srauto kinetinės energijos, slėgio jėgų potencinės energijos, srauto vidinės energijos ir kūno padėties energija. Ši suma yra pastovi vertė:

E kin + E r + E in + E p = sopst (1.10)

Kinetinė energija (E giminė)- judančio oro srauto gebėjimas atlikti darbą. Tai lygu

Kur m- oro masė, kgf nuo 2 m; V- oro srauto greitis, m/s. Jei vietoj masės m pakaitinis oro masės tankis R, tada gauname greičio slėgio nustatymo formulę q(kgf/m2)

Potencinė energija E r - oro srauto gebėjimas dirbti veikiant statinėms slėgio jėgoms. Tai lygu (kgf-m)

E p = PFS, (1.13)

Kur R - oro slėgis, kgf/m2; F - oro srauto skerspjūvio plotas, m2; S- 1 kg oro nuvažiuotas kelias per tam tikrą atkarpą, m; dirbti SF vadinamas specifiniu tūriu ir žymimas v, konkretaus oro tūrio reikšmę pakeisdami formule (1.13), gauname

E p =Pv.(1.14)

Vidinė energija E in yra dujų gebėjimas atlikti darbą, kai keičiasi jų temperatūra:

Kur Cv- pastovaus tūrio oro šiluminė talpa, cal/kg-deg; T- temperatūra pagal Kelvino skalę, K; A- mechaninio darbo terminis ekvivalentas (cal-kg-m).

Iš lygties aišku, kad vidinė oro srauto energija yra tiesiogiai proporcinga jo temperatūrai.

Padėties energijaEn- oro gebėjimas atlikti darbą, kai tam tikros oro masės svorio centro padėtis pasikeičia kylant į tam tikrą aukštį ir yra lygi

En=mh (1.16)

Kur h - aukščio pokytis, m.

Dėl labai mažų oro masių svorio centrų atskyrimo išilgai aukščio oro sraute verčių, aerodinamikoje ši energija nepaisoma.

Atsižvelgdami į visas energijos rūšis tam tikromis sąlygomis, galime suformuluoti Bernulio dėsnį, kuris nustato ryšį tarp statinio slėgio oro sraute ir greičio slėgio.

Panagrinėkime kintamo skersmens (1, 2, 3) vamzdį (10 pav.), kuriame juda oro srautas. Slėgiui matuoti nagrinėjamose atkarpose naudojami slėgio matuokliai. Analizuodami manometrų rodmenis, galime daryti išvadą, kad mažiausią dinaminį slėgį rodo manometras, kurio skerspjūvis 3-3. Tai reiškia, kad vamzdžiui siaurėjant oro srauto greitis didėja ir slėgis krenta.

Ryžiai. 10 Bernulio dėsnio paaiškinimas

Slėgio kritimo priežastis yra ta, kad oro srautas nesukelia jokio darbo (neatsižvelgiama į trintį), todėl bendra oro srauto energija išlieka pastovi. Jei laikysime oro srauto temperatūrą, tankį ir tūrį skirtingose ​​atkarpose pastoviais (T 1 = T 2 = T 3; p 1 = p 2 = p 3, V1 = V2 = V3), tada vidinė energija gali būti ignoruojama.

Taigi, į tokiu atveju oro srauto kinetinė energija gali virsti potencialia energija ir atvirkščiai.

Didėjant oro srauto greičiui, didėja ir greičio slėgis bei atitinkamai šio oro srauto kinetinė energija.

Formulių (1.11), (1.12), (1.13), (1.14), (1.15) reikšmes pakeiskime formule (1.10), atsižvelgdami į tai, kad nepaisysime vidinės energijos ir padėties energijos, transformuodami lygtį ( 1.10), gauname

(1.17)

Ši bet kurio oro srauto skerspjūvio lygtis parašyta taip:

Šio tipo lygtis yra paprasčiausia matematinė Bernulio lygtis ir parodo, kad bet kurios pastovaus oro srauto srauto atkarpos statinių ir dinaminių slėgių suma yra pastovi vertė. Šiuo atveju į suspaudimą neatsižvelgiama. Atsižvelgiant į suspaudžiamumą, atliekami atitinkami pataisymai.

Norėdami iliustruoti Bernulio dėsnį, galite atlikti eksperimentą. Paimkite du popieriaus lapus, laikydami juos lygiagrečiai vienas kitam nedideliu atstumu ir pūskite į tarpą tarp jų.

Ryžiai. 11 Oro srauto greičio matavimas

Paklodės artėja. Jų suartėjimo priežastis yra ta, kad su lauke lakštų, slėgis yra atmosferinis, o intervale tarp jų dėl didelio greičio oro slėgio slėgis sumažėjo ir tapo mažesnis nei atmosferinis. Slėgio skirtumų įtakoje popieriaus lapai linksta į vidų.

Bernulio lygtis. Statinis ir dinaminis slėgis.

Ideal yra nesuspaudžiamas ir neturi vidinės trinties ar klampumo; stacionarus arba pastovus srautas – tai srautas, kuriame skysčio dalelių greičiai kiekviename tėkmės taške laikui bėgant nekinta. Pastoviai tekėjimui būdingos srautinės linijos – įsivaizduojamos linijos, sutampančios su dalelių trajektorijomis. Dalis skysčio srauto, iš visų pusių apribota srauto linijomis, sudaro srauto vamzdelį arba čiurkšlę. Parinkime tokį siaurą srovės vamzdį, kad dalelių greitis V bet kurioje jo atkarpoje S, statmenoje vamzdžio ašiai, gali būti laikomas vienodais visoje atkarpoje. Tada skysčio tūris, tekantis per bet kurią vamzdžio sekciją per laiko vienetą, išlieka pastovus, nes dalelių judėjimas skystyje vyksta tik išilgai vamzdžio ašies: . Šis santykis vadinamas reaktyvinio srauto tęstinumo sąlyga. Iš to išplaukia, kad tikro skysčio, kurio srautas pastovus kintamo skerspjūvio vamzdžiu, skysčio kiekis Q, tekantis per laiko vienetą per bet kurią vamzdžio atkarpą, išlieka pastovus (Q = const), o vidutiniai srauto greičiai skirtingose ​​vamzdžio atkarpose. vamzdžiai yra atvirkščiai proporcingi šių sekcijų plotams: ir tt

Idealaus skysčio sraute parinksime srovės vamzdelį, o jame pakankamai mažą skysčio tūrį, kurio masė , kuris skysčiui tekant juda iš padėties. Aį B poziciją.

Dėl mažo tūrio galime manyti, kad visos jame esančios skysčio dalelės yra vienodomis sąlygomis: padėtyje A turi slėgio greitį ir yra aukštyje h 1 nuo nulinio lygio; nėščia IN- atitinkamai . Srovės vamzdžio skerspjūviai yra atitinkamai S 1 ir S 2.

Slėgio veikiamas skystis turi vidinę potencinę energiją (slėgio energiją), dėl kurios jis gali atlikti darbą. Ši energija W p matuojamas slėgio ir tūrio sandauga V skysčiai: . Šiuo atveju skystos masės judėjimas vyksta veikiant slėgio jėgų skirtumui sekcijose Si Ir S2. Atliktas darbas A r lygus slėgio potencialų energijų skirtumui taškuose . Šis darbas skiriamas darbui, siekiant įveikti gravitacijos veiksmą ir apie masės kinetinės energijos kitimą

Skysčiai:

Vadinasi, A p = A h + A D

Pergrupavę lygties narius, gauname

Nuostatos A ir B yra pasirinkti savavališkai, todėl galime sakyti, kad bet kurioje srovės vamzdžio vietoje būklė išsaugoma

padalijus šią lygtį iš , gauname

Kur - skysčio tankis.

Štai kas yra Bernulio lygtis. Visi lygties nariai, kaip nesunku suprasti, turi slėgio matmenis ir yra vadinami: statistiniais: hidrostatiniais: - dinaminiais. Tada Bernulio lygtis gali būti suformuluota taip:

stacionariame idealaus skysčio sraute bendras slėgis, lygus statinio, hidrostatinio ir dinaminio slėgių sumai, išlieka pastovus bet kuriuo skerspjūvis srautas.

Horizontaliam srovės vamzdžiui hidrostatinis slėgis išlieka pastovus ir gali būti priskirtas dešinei lygties pusei, kuri tada įgauna formą

statinis slėgis nustato skysčio potencinę energiją (slėgio energiją), dinaminį slėgį – kinetinę.

Iš šios lygties išplaukia išvada, vadinama Bernulio taisykle:

Neklampaus skysčio, tekančio horizontaliu vamzdžiu, statinis slėgis didėja ten, kur jo greitis mažėja, ir atvirkščiai.

Skysčio klampumas

Reologija yra mokslas apie medžiagos deformaciją ir sklandumą. Kraujo reologija (hemoreologija) reiškia kraujo, kaip klampaus skysčio, biofizinių savybių tyrimą. Tikrame skystyje tarp molekulių veikia abipusės patrauklios jėgos, sukeldamos vidinė trintis. Pavyzdžiui, vidinė trintis sukelia pasipriešinimo jėgą maišant skystį, sulėtėja į jį įmestų kūnų kritimo greitis, o tam tikromis sąlygomis ir laminarinis srautas.

Niutonas nustatė, kad vidinės trinties tarp dviejų skysčio sluoksnių, judančių skirtingu greičiu, jėga F B priklauso nuo skysčio pobūdžio ir yra tiesiogiai proporcinga besiliečiančių sluoksnių plotui S ir greičio gradientui. dv/dz tarp jų F = Sdv/dz kur yra proporcingumo koeficientas, vadinamas klampos koeficientu arba tiesiog klampumas skystis ir priklausomai nuo jo pobūdžio.

Jėga F B veikia liestiškai besiliečiančių skysčio sluoksnių paviršių ir yra nukreiptas taip, kad pagreitintų sluoksnio judėjimą lėčiau, sulėtina greičiau judantį sluoksnį.

Greičio gradientas šiuo atveju apibūdina greičio kitimo tarp skysčio sluoksnių greitį, ty kryptimi, statmena skysčio tekėjimo krypčiai. Esant baigtinėms reikšmėms, jis yra lygus .

Klampumo koeficiento vienetas in ,GHS sistemoje - , šis vienetas vadinamas nusiteikimas(P). Santykiai tarp jų: .

Praktikoje skysčio klampumą apibūdina santykinis klampumas, kuris suprantamas kaip tam tikro skysčio klampos koeficiento ir vandens klampos koeficiento santykis toje pačioje temperatūroje:

Daugumos skysčių (vanduo, mažos molekulinės masės organiniai junginiai, tikrieji tirpalai, išlydyti metalai ir jų druskos) klampumo koeficientas priklauso tik nuo skysčio pobūdžio ir temperatūros (kylant temperatūrai, klampos koeficientas mažėja). Tokie skysčiai vadinami Niutono.

Kai kurių skysčių, daugiausia didelės molekulinės masės (pavyzdžiui, polimerų tirpalai) arba atstovaujančių dispersines sistemas (suspensijos ir emulsijos), klampos koeficientas taip pat priklauso nuo srauto režimo – slėgio ir greičio gradiento. Jiems didėjant, skysčio klampumas mažėja dėl vidinės skysčio srauto struktūros sutrikimo. Tokie skysčiai vadinami struktūriškai klampiais arba neniutono. Jų klampumui būdingas vadinamasis sąlyginis klampos koeficientas, kuri reiškia tam tikras skysčio tekėjimo sąlygas (slėgį, greitį).

Kraujas yra susidariusių elementų suspensija baltyminiame tirpale – plazmoje. Plazma praktiškai yra Niutono skystis. Kadangi 93% susidariusių elementų yra raudonieji kraujo kūneliai, tai, supaprastintai žiūrint, kraujas yra raudonųjų kraujo kūnelių suspensija fiziologiniame tirpale. Todėl, griežtai kalbant, kraujas turėtų būti priskiriamas neniutono skysčiams. Be to, kraujui tekant kraujagyslėmis, susidariusių elementų koncentracija stebima centrinėje srauto dalyje, kur atitinkamai didėja klampumas. Tačiau kadangi kraujo klampumas nėra toks didelis, į šiuos reiškinius neatsižvelgiama ir jo klampumo koeficientas laikomas pastovia reikšme.

Normalus santykinis kraujo klampumas yra 4,2-6. Patologinėmis sąlygomis jis gali sumažėti iki 2–3 (su anemija) arba padidėti iki 15–20 (su policitemija), o tai turi įtakos eritrocitų nusėdimo greičiui (ESR). Kraujo klampumo pokyčiai yra viena iš eritrocitų nusėdimo greičio (ESR) pokyčių priežasčių. Kraujo klampumas turi diagnostinę vertę. Kai kurios infekcinės ligos padidina klampumą, o kitos, pavyzdžiui, vidurių šiltinė ir tuberkuliozė, mažina.

Santykinis kraujo serumo klampumas paprastai yra 1,64–1,69, o esant patologijai – 1,5–2,0. Kaip ir bet kurio skysčio, mažėjant temperatūrai, didėja kraujo klampumas. Padidėjus eritrocitų membranos standumui, pavyzdžiui, sergant ateroskleroze, padidėja ir kraujo klampumas, todėl didėja apkrova širdžiai. Plačiose ir siaurose kraujagyslėse kraujo klampumas nėra vienodas, o kraujagyslės skersmens įtaka klampumui pradeda jaustis, kai spindis yra mažesnis nei 1 mm. Plonesniuose nei 0,5 mm kraujagyslėse klampumas mažėja tiesiogiai proporcingai sutrumpėjus skersmeniui, nes juose raudonieji kraujo kūneliai yra išsidėstę išilgai ašies grandine kaip gyvatė ir yra apsupti plazmos sluoksniu, kuris izoliuoja gyvatė“ nuo kraujagyslių sienelės.

Laminariniame sraute statinio ir dinaminio slėgio suma išlieka pastovi. Šis kiekis atitinka statinį slėgį skystyje ramybės būsenoje.

Statinio ir dinaminio slėgio suma vadinama visuminiu srauto slėgiu. Didėjant srauto greičiui, dinaminis komponentas bendras slėgis didėja, o statinis mažėja (žr. 4 pav.). Srauto ramybės būsenoje dinaminis slėgis lygus nuliui, o bendras slėgis lygus statiniam slėgiui.

R

p o

statinis

spaudimas

dinamiškas

spaudimas

SLĖGIO MATAVIMAS SRAUTJE

• Matuojamas statinis slėgis r st

sumontuotas manometras

statmenai krypčiai

srautas (paprasčiausiu atveju -

atviras skysčio slėgio matuoklis

• Bendras slėgis matuojamas manometru, r pilnas

Montuojamas lygiagrečiai krypčiai

srautas (Pitot vamzdis)

skirtumas tarp pilno ir statinio

slėgis ir matuojamas deriniu r din

ankstesni įrenginiai, vadinami

Prandtl vamzdis.

BERNOULLI TEISĖS TAIKYMAS

Navigacijoje.

Laivams judant lygiagrečiomis trasomis artėjant leistino greičio pažeidimui, galimas susidūrimas. Kodėl? Pereikime prie 4.9 pav. Jame pavaizduoti du laivai, judantys lygiagrečiais kursais.

4.9 pav

υ 1 υ 2 υ 1

р 1 р 2 р 1 υ 2>prieš 1

2 p<1 p

viena kryptimi. Kiekvienas iš jų savo nosimi perpjauna vandenį į dvi sroves. Vanduo, atsidūręs tarp laivų, patekęs į „siaurumą“, priverstas pro jį praplaukti dideliu greičiu. υ 2, didesnis nei srauto greitis prieš 1 iš laivų išorės. Todėl pagal Bernulio dėsnį vandens slėgis tarp laivų 1 p bus mažesnis nei vandens slėgis 2 p iš išorės. Jei yra slėgio skirtumas, judėjimas vyksta iš aukštesnio slėgio zonos į žemesnio slėgio zoną – gamta bjaurisi vakuumu! – todėl abu laivai skubės vienas kito link (kryptis nurodoma rodyklėmis). Jei šioje situacijoje pažeidžiamas artėjimo atstumo ir greičio atitikimas, kyla susidūrimo pavojus - vadinamasis laivų „siurbimas“. Jei laivai juda lygiagrečiais, bet artėjančiais kursais, taip pat atsiranda „siurbimo“ efektas. Todėl laivams artėjant vienas prie kito, navigacijos taisyklės reikalauja, kad greitis būtų sumažintas iki optimalios vertės.

Laivui judant sekliame vandenyje situacija panaši (žr. 4.10 pav.). Vanduo po laivo dugnu atsiduria „siauroje vietoje“, srauto greičiu

4.10 pav

prieš 1,p 1 υ 1, p 1 υ 2 > υ 1

υ 2, р 2 р 2< p 1

didėja, slėgis po laivu mažėja – laivas tarsi traukiamas į dugną. Kad išvengtumėte galimybės užbėgti ant seklumos, būtina sumažinti greitį, kad šis poveikis būtų kuo mažesnis.

Aviacijoje.

Bernulio dėsnio išmanymas ir naudojimas leido sukurti lėktuvus

sunkesni už orą yra lėktuvai, lėktuvai, sraigtasparniai, giroplanai (maži lengvieji malūnsparniai). Faktas yra tas, kad šių mašinų sparno arba ašmenų skerspjūvis turi vadinamąjį aerodinaminis paviršius , sukeliantis pakėlimo išvaizdą (žr. 4.11 pav.). Tai pasiekiama taip. Viskas priklauso nuo „lašo formos“ aerodinaminio profilio formos. Patirtis rodo, kad įdėjus sparną į oro srautą, šalia sparno galinio krašto susidaro sūkuriai, kurie sukasi prieš laikrodžio rodyklę 4.11 pav. parodytu atveju. Šie sūkuriai auga, atitrūksta nuo sparno ir juos nuneša srautas. Likusi oro masė šalia sparno gauna priešingą sukimąsi – pagal laikrodžio rodyklę – formuojasi cirkuliacija aplink sparną (4.11 pav. ši cirkuliacija pavaizduota punktyrine uždara linija). Sutapdama su bendru srautu, cirkuliacija šiek tiek sulėtina oro srautą po sparnu ir šiek tiek pagreitina oro srautą virš sparno. Taigi virš sparno susidaro žemesnio slėgio zona nei po sparnu, todėl atsiranda kėlimas. F p, nukreiptas vertikaliai į viršų. Be jos, dėl orlaivio judėjimo ant sparno

4.11 pav

orlaivio judėjimo kryptis

υ 2, р 2 υ 2 > υ 1

Veikia dar trys jėgos: 1). Gravitacija G, 2). Lėktuvo variklio trauka F t,

3). Oro pasipriešinimo jėga F su. Geometriškai sudėjus visas keturias jėgas, gaunama gaunama jėga F, kuri nustato orlaivio judėjimo kryptį.

Kuo didesnis artėjančio srauto greitis (ir tai priklauso nuo variklių traukos jėgos), tuo didesnis greitis ir kėlimo jėga bei tempimo jėga. Be to, šios jėgos priklauso nuo sparno profilio formos ir nuo kampo, kuriuo srautas artėja prie sparno (vadinamasis atakos kampas), taip pat nuo artėjančio srauto tankio: kuo didesnis tankis, tuo didesnės šios jėgos.

Sparno profilis parenkamas taip, kad užtikrintų didžiausią įmanomą kėlimą ir mažiausią įmanomą pasipriešinimą. Sparno keliamosios jėgos atsiradimo, kai aplink jį teka oras, teoriją pateikė aviacijos teorijos pradininkas, Rusijos aero- ir hidrodinamikos mokyklos įkūrėjas Nikolajus Egorovičius Žukovskis (1847-1921).

Lėktuvai, skirti skristi skirtingu greičiu, turi skirtingus sparnų dydžius. Lėtai skraidantys transporto lėktuvai turi turėti didesnį sparno plotą, nes... esant mažam greičiui, kėlimo jėga sparno ploto vienetui yra maža. Greitaeigiai orlaiviai pakankamai pakelia ir iš nedidelio ploto sparnų.

Nes Sparno keliamoji jėga mažėja mažėjant oro tankiui, tada skrendant val didelis aukštis lėktuvas turi judėti didesniu greičiu nei arti žemės.

Pakėlimas taip pat atsiranda, kai sparnas juda vandenyje. Tai leidžia statyti laivus su povandeniniais sparnais. Tokių laivų korpusas judant iškyla iš vandens – tai sumažina atsparumą vandeniui ir leidžia pasiekti didelį greitį. Nes Kadangi vandens tankis daug kartų didesnis už oro tankį, pakankamai nedideliu plotu ir vidutiniu greičiu galima gauti pakankamą povandeninio sparno keliamąją jėgą.

Yra tipas lėktuvas sunkesnis už orą, kuriam nereikia sparnų. Tai sraigtasparniai. Sraigtasparnio mentės taip pat turi aerodinaminį profilį. Sraigtas sukuria vertikalią trauką nepriklausomai nuo to, ar sraigtasparnis juda, ar ne – todėl sraigtams veikiant sraigtasparnis gali nejudėdamas kabėti ore arba kilti vertikaliai. Norint perkelti sraigtasparnį horizontaliai, būtina sukurti horizontalią trauką. Tai pasiekiama keičiant menčių kampą, o tai daroma naudojant specialų mechanizmą sraigto stebulėje. (Mažas sraigtas su horizontalia ašimi ant sraigtasparnio uodegos yra skirtas tik tam, kad sraigtasparnio korpusas nesisuktų priešinga kryptimi nei didelis sraigtas.)

SEMĖS VALSTYBINĖS MEDICINOS UNIVERSITETAS

Metodinis vadovas šia tema:

Biologinių skysčių reologinių savybių tyrimas.

Kraujo apytakos tyrimo metodai.

Reografija.

Sudarė: Mokytojas

Kovaleva L.V.

Pagrindiniai temos klausimai:

1. Bernulio lygtis. Statinis ir dinaminis slėgis.
2. Reologinės kraujo savybės. Klampumas.
3. Niutono formulė.
4. Reinoldso numeris.
5. Niutono ir neniutono skystis
6. Laminarinis srautas.
7. Turbulentinis srautas.
8. Kraujo klampumo nustatymas medicininiu viskozimetru.
9. Puazio dėsnis.
10. Kraujo tėkmės greičio nustatymas.
11. Bendras kūno audinių atsparumas. Fiziniai reografijos pagrindai. Reoencefalografija
12. Fiziniai balistokardiografijos pagrindai.

Bernulio lygtis. Statinis ir dinaminis slėgis.

Ideal yra nesuspaudžiamas ir neturi vidinės trinties ar klampumo; stacionarus arba pastovus srautas – tai srautas, kuriame skysčio dalelių greičiai kiekviename tėkmės taške laikui bėgant nekinta. Pastoviai tekėjimui būdingos srautinės linijos – įsivaizduojamos linijos, sutampančios su dalelių trajektorijomis. Dalis skysčio srauto, iš visų pusių apribota srauto linijomis, sudaro srauto vamzdelį arba čiurkšlę. Parinkime tokį siaurą srovės vamzdį, kad dalelių greitis V bet kurioje jo atkarpoje S, statmenoje vamzdžio ašiai, gali būti laikomas vienodais visoje atkarpoje. Tada skysčio tūris, tekantis per bet kurią vamzdžio sekciją per laiko vienetą, išlieka pastovus, nes dalelių judėjimas skystyje vyksta tik išilgai vamzdžio ašies: . Šis santykis vadinamas reaktyvinio srauto tęstinumo sąlyga. Iš to išplaukia, kad tikro skysčio, kurio srautas pastovus kintamo skerspjūvio vamzdžiu, skysčio kiekis Q, tekantis per laiko vienetą per bet kurią vamzdžio atkarpą, išlieka pastovus (Q = const), o vidutiniai srauto greičiai skirtingose ​​vamzdžio atkarpose. vamzdžiai yra atvirkščiai proporcingi šių sekcijų plotams: ir tt

Idealaus skysčio sraute parinksime srovės vamzdelį, o jame pakankamai mažą skysčio tūrį, kurio masė , kuris skysčiui tekant juda iš padėties. Aį B poziciją.

Dėl mažo tūrio galime manyti, kad visos jame esančios skysčio dalelės yra vienodomis sąlygomis: padėtyje A turi slėgio greitį ir yra aukštyje h 1 nuo nulinio lygio; nėščia IN- atitinkamai . Srovės vamzdžio skerspjūviai yra atitinkamai S 1 ir S 2.

Slėgio veikiamas skystis turi vidinę potencinę energiją (slėgio energiją), dėl kurios jis gali atlikti darbą. Ši energija W p matuojamas slėgio ir tūrio sandauga V skysčiai: . Šiuo atveju skystos masės judėjimas vyksta veikiant slėgio jėgų skirtumui sekcijose Si Ir S2. Atliktas darbas A r lygus slėgio potencialų energijų skirtumui taškuose . Šis darbas skiriamas darbui, siekiant įveikti gravitacijos veiksmą ir apie masės kinetinės energijos kitimą

Skysčiai:

Vadinasi, A p = A h + A D

Pergrupavę lygties narius, gauname

Nuostatos A ir B yra pasirinkti savavališkai, todėl galime sakyti, kad bet kurioje srovės vamzdžio vietoje būklė išsaugoma

padalijus šią lygtį iš , gauname

Kur - skysčio tankis.

Štai kas yra Bernulio lygtis. Visi lygties nariai, kaip nesunku suprasti, turi slėgio matmenis ir yra vadinami: statistiniais: hidrostatiniais: - dinaminiais. Tada Bernulio lygtis gali būti suformuluota taip:

stacionariame idealaus skysčio sraute bendras slėgis, lygus statinio, hidrostatinio ir dinaminio slėgių sumai, išlieka pastovus bet kuriame srauto skerspjūvyje.

Horizontaliojo srauto vamzdžio hidrostatinis slėgis išlieka pastovus ir gali būti priskirtas dešinei lygties pusei, kuri tada įgauna formą

Statistinis slėgis nustato skysčio potencinę energiją (slėgio energiją), dinaminis slėgis – kinetinę energiją.

Iš šios lygties išplaukia išvada, vadinama Bernulio taisykle:

Neklampaus skysčio, tekančio horizontaliu vamzdžiu, statinis slėgis didėja ten, kur jo greitis mažėja, ir atvirkščiai.