ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТАБИЛИЗАЦИИ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ОДНОМЕРНОГО ПОТОКА ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ
Выясним, какие факторы влияют на быстроту стабилизации неустановившегося ламинарного потока вязкой жидкости в открытом коллекторе прямоугольного сечения без учета трения о боковые стенки (рис. 1).
В работе [1] решена одномерная задача по определению скорости и объемного расхода потока жидкости при ламинарном и нестационарном режиме движения. Формулы скорости V и объемного расхода Q соответственно имеют вид:
(1)
(2)
где y - координата по глубине потока; t - время; g - ускорение свободного падения; i = sinα ≈ α - уклон коллектора; v - кинематическая вязкость жидкости; h - глубина потока; ωm - собственное число, определяемое по формуле;
;
a - условная ширина коллектора.
а б
Рис. 1. Схема сливного коллектора прямоугольного сечения
Для удобства анализа формул (1) и (2) запишем их в безразмерном виде, для чего, разделив выражения (1) и (2) соответственно на максимальные значения скорости и расхода, получим:
(3)
(4)
где - безразмерная координата, изменяющаяся в пределах ; - число Фруда (безразмерное время).
Заметим, что с математической точки зрения поток жидкости становится установившимся, когда вторые слагаемые в равенствах (3) и (4) обращаются в ноль. Это означает, что скорость и объемный расход достигли своих максимумов и далее от времени зависеть не будут. Очевидно, безразмерные величины и изменяются в пределах оси от 0 до 1.
По формулам (3) и (4) проведены вычисления и построены кривые изменения эпюры скоростей и расхода в зависимости от числа Фурье F0 (рис. 2).
Анализ формул (3) и (4), а также построенных графиков позволяет сделать вывод, что на стабилизацию потока жидкости существенное влияние оказывают два фактора: вязкость жидкости и глубина потока. Чем больше глубина потока, тем медленнее наступает его стабилизация и наоборот. С уменьшением вязкости жидкости стабилизация потока наступает быстрее.
а б
Рис. 2. Изменение эпюры скоростей потока жидкости (а) и объемного расхода (б):
1 - F0= 0.2; 2 - F0= 0.4; 3 - F0= 0.8; 4 - F0= 2
Из условия равенства нулю второго слагаемого соотношения (4) с требуемой степенью точности можно определить время стабилизации потока. Для определённости положим, что время определено с точностью до некоторой величины
где ε0 любая из цифр 1, 2, ..., 9, а n - любое натуральное число. Так как ряд сходится быстро, то можно взять один члeн разложения, т.е. m = 1. Тогда будем иметь:
здесь tc - время стабилизации потока.
Решая последнее уравнение относительно tc, получим:
(5)
Отсюда следует, что время перехода нестационарного движения в стационарное пропорционально квадрату глубины потока h и обратно пропорциональна её вязкости ν.
Из формулы (5) при ε0 = 1, n = 2 имеем относительную погрешность 1 % и
(6)
Например, при h = 26 см, v = 5,8 см, получим:
Для более полного исследования нестационарного движения жидкости необходимо решать двухмерную задачу.
Список литературы
1. Неустановившееся безнапopное ламинарное движение вязкой жидкости в трубопроводе прямоугольного сечения / С.С. Маркелов и др. // Известия ВУЗов «Нефть и газ». - 971. - № 12. - С. 77-80.
Статья в формате PDF
145 KB...
15 04 2026 16:25:32
В работе представлен анализ данных литературы и собственных клинико–лабораторных обследований пациенток с дисфункциональными маточными кровотечениями и подтвержденным диагнозом гиперплазии эндометрия, позволивший дать оценку эпидемиологической ситуации, а также состояния вопроса о классификации и патоморфологической хаpaктеристике различных видов гиперпластических процессов эндометрия.
...
13 04 2026 11:52:57
Статья в формате PDF
128 KB...
12 04 2026 17:16:47
Статья в формате PDF
300 KB...
11 04 2026 7:17:53
Статья в формате PDF
109 KB...
10 04 2026 19:48:44
Статья в формате PDF
115 KB...
09 04 2026 18:29:25
Статья в формате PDF
119 KB...
07 04 2026 13:44:49
Статья в формате PDF
793 KB...
06 04 2026 12:10:44
Статья в формате PDF
133 KB...
05 04 2026 10:18:46
Статья в формате PDF
107 KB...
04 04 2026 22:20:29
Статья в формате PDF
121 KB...
03 04 2026 16:10:19
Статья в формате PDF
126 KB...
02 04 2026 6:55:45
Статья в формате PDF
122 KB...
31 03 2026 9:10:26
Статья в формате PDF
127 KB...
30 03 2026 22:51:33
Статья в формате PDF
101 KB...
29 03 2026 4:22:28
Статья в формате PDF
259 KB...
28 03 2026 1:23:11
Статья в формате PDF
102 KB...
27 03 2026 12:25:46
Статья в формате PDF
112 KB...
26 03 2026 2:44:40
Статья в формате PDF
111 KB...
25 03 2026 21:11:26
Статья в формате PDF
288 KB...
23 03 2026 0:18:52
Статья в формате PDF
314 KB...
21 03 2026 18:18:19
Статья в формате PDF
133 KB...
20 03 2026 20:50:24
Статья в формате PDF
121 KB...
19 03 2026 10:36:35
Статья в формате PDF
313 KB...
18 03 2026 9:18:50
Статья в формате PDF
300 KB...
17 03 2026 11:36:56
Статья в формате PDF
134 KB...
16 03 2026 0:53:32
Изучены особенности биологии и некоторые демографические хаpaктеристики двух популяций озерной лягушки (Rana ridibunda Pall.), случайно интродуцированной в водоемы-охладители тепловых станций, на территории Среднего Урала. Условия существования в новых водоемах оказались благоприятными. За интродукцией последовало самостоятельное расселение, обе популяции в настоящее время занимают значительную территорию. Животные, обитающие в этих популяциях, отличаются по размерно-возрастному составу размножающихся особей, типу нереста, плодовитости. Полученные данные позволяют утверждать, что обнаруженные различия носят адаптивный хаpaктер.
...
15 03 2026 2:20:31
Статья в формате PDF
113 KB...
14 03 2026 13:51:49
Статья в формате PDF
146 KB...
13 03 2026 4:54:41
Статья в формате PDF
640 KB...
12 03 2026 0:51:33
Статья в формате PDF
103 KB...
11 03 2026 12:39:49
Статья в формате PDF
104 KB...
10 03 2026 19:47:15
Статья в формате PDF
111 KB...
09 03 2026 19:36:43
Статья в формате PDF
106 KB...
08 03 2026 20:52:44
Статья в формате PDF
112 KB...
07 03 2026 7:30:51
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
