Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Maszyna hydr (przepływowa)
Urządzenie,wkt zmienia się energia
całkowita przepływającego płynu (cieczy) wskutek wykonania przez płyn pracy
mech lub wskutek pobrania przez płyn en mech.Chodzi tu o bezpośrednie przekaz
ener do płynu(maszy robocze,went,
sprężarki, pompy) lub od płynu (turbiny wodne, parowe lub gazowe). Płyn styka się
bezpośrednio z eleme maszyn, wywierając na elem maszyn odp siły i momenty
Teoria maszyny przepływowej –zespół równań (związków) wyrażaj oddaną przez maszy lub dostar do maszy energię mech w funkcji parametrów geometr i kinemat maszyny oraz parametrów płynu na wlocie do maszyny a więc w funkcji kształtu, wymiarów, liczby obrotów oraz ciś na wlocie prędkości.Silniki przepływowe
turbinywodne,parowe,gazowe,Maszyny robocze - pompy tłokowe, wirowe
wentyla (osiowe, promieniowe itp.)
sprężarki,dmuchawyTurbiny wodne -
natryskowa tzw. turbina Peltona
naporowa,tzw.turbinaFrancisa(promienioa)
turbina Kaplana (osiowa,Eltona, Francisa
Kaplana Pompy tłokoweZasada dział –
okresowe przenoszenie ściśle określ objętości cieczy z tzw. Obszaru ssania do tzw. Obszaru tłocz.Przemieszczenie cieczy
wywołane jest odpowiednim ruchem
organu czynnego pompy tj. tłokiem. W pompach tłok dostar tłokowi ene mech zamieniana jest bezpośrednio na energ pot cieczy,w szczegidzie ona na przyrost ciś staty Pompy wiroweSkł się z 3 części: wirnika, kierownicy i korpusu. Kierownica nie zawsze występuje, a jej role odgrywa odp ukształt korpus tzw. Spirala wylotowa.
Zasa działa: polega na zwiększeniu ene kin cieczy przepływającej przez pompę, a nastepnie przeksztener kinet na ciś w kierownicy lub w spirali wylotowej
Równania Bernoullieobilans ene cieczy przez wirnik:
ρghL wart ene mech jaką oddaje lub pobiera 1 kg płynu w jedn czasu przepływając przez wirnik. Przy czym ene oddana przez płyn ma znak dodatki (silniki), zaś pobrana przez płyn ujemny (pompy, wentylatory). Obliczmy zatem następnie przyrost ciśnienia p1-p2 podczas przepływu przez wirnik.równanie Bernoul w ukł związanym z wirnikiem, w tym ukł ruch może być traktowany jako ustalony
potencjał sił odśrodkowych i masowych
Równanie teorii maszyn wirnikowych
Moment działający na wirnik
Zgodnie ze wzorem na moment
s - pole powierzchni łopatek
Drugie równanie maszyn przepływowych
M = r Q (r1 c1 cosa1 – r2 c2 cosa2) = r Q (r1 c1n – r2 c2n)
Praca mechaniczna w jednostce czasu (moc)Mw = r Q w (r1 c1n – r2 c2n) = hL r g QJeśli M i w zwroty zgodne, praca dodatnia ® silnik M i w +/- zwroty przeciwne, praca ujemna ® maszyna robocza SprawnośćRozporządzalna wysokość cieczy H tylko częściowo można wykorzy na wytworz w silniku en mech użyte, część naporu e idzie na pokonanie opoow ruchu wywołanych lepko płynu, pozostała część wysokości H na wytworzenie nergii kinet v2/2g, z jaką płyn opuszcza rurę ssąca.dla silników można napisać
Sprawność hH energii mechanicznej wytworzonej w urządzeniu do rozporządzalnej wys H
Wtedy równanie podstawowe silników hydraulicznych będzie
Podobieństwo przepływu przez maszyny przepływowe Rozważmy - Stacjonarny przeplyw przez dwie maszyny, które są geometrycznie podobne, ale mają różne wymiary i różne obrotySkala wymiarów liniowychl = d2/d1Skala obrotów(czasu)n = n2/n1Aby przepływ był kin podobny, to trójkąty prędkości w obu maszynach
powin być podobne
stosunek wydatków
Zakładając równe sprawności obu maszyn obliczymy stosunek sprężów
bo
Podobnie stosunek mocy
Wyróżnik szybkobieżności – podsta param podob masz przepł, naz liczbe obrotów wzorcowej maszy przepływowej podobnej geom do konkretnej rozpatrywanej masz i rozwijającej jednostkowa moc przy jednostkowej spiętrzeniu (wysokości, naporze). W tym celu rugujemy l ze wzorów na podobieństwo (spiętrzenie i moc) i otrzymamy wtedy: Otrzy wtedy
wyróżnik szybkobieżności N [kM] n [obr/min] H [m]
dla silnikówWyróżnik dla maszyn roboczych zamiast mocy N wydatek Q
Ruchem turbu ruch cieczy odp brakowi stateczności rozwiązań stacjon a odznacz się nieregu i szybko zmien się w czasie liniami prądu. trudności wn rozwi
niestacjon ukł równań zrodziły koncepcję opisu r tur w oparciu o uśrednien parame przepływu. Doprowadziło to do r R.
Teoria turb jest oparta o tą koncepcję uśredniania przepływu.Uśredniane par przepływu są łatwo mierzalne, co umoż łatwą weryfikację eksperymentalną.
Rów Rey nie są niestety zamkn, stąd koniecz sfor dod równ ,modeli turbui.
Stąd też wynikła konieczrozpatrywania uproszczonych r Naviera – Stokesa np. równań warstwy przyściennej.
Roz r Naviera – Stokesa należy traktować dla przypadku r stacj np. przepływ Hagena – Poisseuille’a jako pewnego rodzaju abstrakcję. Takiego idealnego r nie spotkamy ani w naturze, ani w technice.
R pły są w rzeczy niestacj. Ruchy takie jako przepły stacj realizuje się tylko wtedy, gdy są statece (stabilne) wzglę małych zaburzeń. Przepły stabilne wzgl małych zaburzeń nazywa lam(przesuwające się po warstwach, bo lamina- warstwa).
przep niestab i nieuporząd przep tur.
Doświadczenie Re dowód niestabi i przejścia do turbulencji Szkla rura z zawor z1 regulacyjnym wydatek wody ze zb A, z B z zaw z2 z zabarw cieczą o tym samym ciężarz (gęstości). Ciecz tę można wpuszczać do rury szklanej regulując zawór z2. Jeśli wydatek wody jest dost mały, to smuga zab cieczy jest prostol, nie miesza się z wodą i sprawia wrażenie nieruch Przy wzroście wydatku wody smuga barwna traci nieruch, zaczyna oscylować i falisto wyginać się, nie mieszając się z wodą, granica smugi i otaczającej wody jest ostra i nie rozmyta
Zwiększając dalej wydatek wody smuga miesza się z wodą tuż za wylotem rurki doprow zabarwioną ciecz Reywprowadził podział na dwa rodzaje ruchów:
Lami cieczy nie mieszają się ze sobą, ślizgają się po sobie na kształt łusek
Turb (burzliwy) – niestacjona, przypadi chaotycz to główne cechy toru elementów płynu całkowicie różne od siebie, nie można wyróżnić tu niezależn warstw, występuje silne mieszanie oprócz ruchu głównego. Wzdłuż osi przypadkowe ruchy w poprzek strumienia.ruTurbu charakt się dużym chaosem, miesza się warstw płynu.
R turb płynu opisuje się równaniami Rey,
otrzymanymi w procesie uśredniania r Naviera – Stokes’a.Jeżeli dla dowolnej wielkości charakteryzj przepływ (prędkość, ciśnienie, gęstość) założ, że jej wartość chwi skł się z wart uśrednionej w czasie i odchylenia od niej tj. fluktuacji
Równ.tur.r.płynu tensora naprężeń turbulentnych:
Dla przep ściśl należy ponadt uwzg fluktuacje gęsti i temp
Hipotez zamyk wnoszą do ukł rów nowe rów będące wyra zasto modeli turb, pon opisują one włas płynu – podobnie jak hipoteza New lepk płynu, to rów te można zalic do r konstyt charaktery pzepływ tur
Tens napręż Reyn
Prze tur
W pobliżu ścianki cia stał A = 0, pulsacje turbu przy ściance są =0 w pewnej odległod ścianki mogą przybierać wartości wielokrotnie wyższe od m. Dlat opory prze tur są >od oporó prze lam. Źródłe
dodat napręż stych jest wymiana pędu między warstwami pły, repr przez uśre ilocz pulsacji skład prędkości. R Naviera – Stokes’a opisują lami i niesta r płynu,. R Rey są wypr z r NS.R tur jest zawsze trójwy i niest. Rozwiązanie rRey nie jest proste, gdyż wy dodat waru na skł tensora naprężeń turb. Tensor naprę trbu prowadza do rRe 6dod niewiad Roz problemu, to kreowmodeli turbj-hipotzyłączące tensor naprężeń turbu z uśrednionymi charakter pola prędkości, zwykle charakter empi- uśrednianie przeksz r N S i analiza zw korel pomiędzy nimi, są to modele anali
Model Bousinesqa
mB – lepkość tur, wg Bous wiel skal tensr prędkości odkształceń uśrednio
Hipotez ta postuluje istni „płyturbu”
Mod Prandtla – drogi mieszania
Doty jednowymi przepł ścinającego.
jeśli
to
- droga mieszania
Wiry turb zderzają się ze sobą na podobień zderzeń międzyc, droga mieszania jest analogiem drogi swobodnej rcząsteczek.
Prandtl postulował lp = k y,k - stała wyznaczana emp,w m P współczy lepk ależy od grad prędk.
Model von Karmana
Dot przep ścinającego daleko od ściany Jako funkcje droga mieszania
Mo Kołmogorowaza pomocą analizy wymiarowej dla turb izotropowej i jednorodnejSą one jednak niezależne od równań NS, stanowią pewien emp m turbui. l – skala dużych wirów, skala zew turbh - skala małych wirów ulega dyssypacji lo– skala molekularna, okreś lepk molek.
Tur proces podtrzy przez przekaz ene r główo do dużych wirów o skali l, a następ ich rozpad poprzez coraz mniejsze wiry aż do skali h, które ulegają dyssypacji dzięki lepko zmieniając formę ene kin tych wirów w ene cieplną na poziomie skali lo
x – skala molekul, określ lepk mol.
Intensywność dyssypacji: ...