10 Вопрос: Подобие гидромеханических процессов. Критерии подобия.

wl/v=wlp/μ=Re- критерий Рейнольдса

a₁/a_wa_τ=1, w₁τ₁/l₁= w₂τ₂/l₂=idem, wτ/l=Но – яв-ся критерием подобия, характеризующим неустановившееся состояние процесса, и наз-ся критерием гомохронности Но. Из соотношения получим критерий подобия, характеризующий отношение сил гидростатического давления к силам инерции в подобных системах: a_p/ a_pa_w² =1 или P₁/p₁w₁²= P₂/p₂w₂²=idem

Безразмерное отношение P/(ρw²) называют критерием Эйлера.

a_ga₁/a_w²=1 или w₁²/(g₁l₁)= w₂²/(g₂l₂)=idem Отсюда получаем новый безразмерный комплекс, называемый критерием Фруда,который отражает влияние сил тяжести на движение жидкости: w²/(gl)=Fr

11 Вопрос: Гидродинамическая структура потоков.

При рассмотрении режимов движения жидкости в потоке было показано, что скорость по сечению потока существенно различается - от нулевой у стенки трубопровода ДО максимальной вдоль его оси. Поэтому очевидно, что время пребывания частиц жидкости, движущихся по оси потока, меньше времени пребывания частиц, движущихся вблизи стенки трубопровода. Под частицей в данном случае понимают минимальную совокуп¬ность молекул, сохраняющих в потоке общность траектории.) При турбулентном режиме скорости движения отдельных частиц вследствие пульсаций более равномерно распределены по сечению трубопровода, но в то же время резко различаются по его длине-могут совпадать и не совпадать по направлению с движением основной массы потока. Таким образом, и при турбулентном режиме движения отдельные частицы потока могут находиться в трубопроводе разное время.

12 Вопрос: Идеализированные модели (мив,мис)

Модель идеального вытеснения (МИВ). В аппарате идеального вытеснения частицы потока движутся параллельно друг другу с одинаковой скоростью, поперечное (по сечению потока) и продольное (по длине потока) перемешивание частиц отсутствует. Поэтому время пребывания всех частиц в аппарате одинаково и равно среднему времени т, определяемому соотношением. Поскольку фронт потока в аппаратах МИВ движется как твердый поршень или стержень, то иногда такой поток называют поршневым или стержневым. Математическое описание МИВ можно получить из материального баланса элемента аппарата по индикатору: Qδcδτ=- Sδxδc

Модель идеального смешения (МИС). Если в аппарат, в котором структура потоков соответствует МИС (например, аппарат с мешалкой) импульсно ввести индикатор (краситель), то весь объем жидкости в таком аппарате мгновенно и равномерно окрасится (начальная концентрация индикатора при этом с0). После этого концентрация индикатора начнет убывать во времени, так как индикатор непрерывно выносится потоком, а входящая жидкость индикатора уже не содержит. Однако в любой момент времени концентрация индикатора будет оставаться одинаковой во всех точках аппарата. Таким образом, в аппаратах идеального смешения концентрация на входе в аппарат изменяется скачкообразно (мгновенно)-от значений на входе в аппарат (с₀) до выходных (или текущих) значений с. Время пребывания частиц потока в аппарате идеального смешения распределено неравномерно: некоторые частицы жидкости в результате, например, действия мешалки сразу попадут близко к выходу из аппарата и выйдут из него, а некоторые частицы надолго задержатся в аппарате. Количество индикатора, выходящего из аппарата за произвольный промежуток времени dτ, составит cQdτ, что приведет к изменению (—dc) концентрации индикатора в аппарате на величину — V_adc т. е.- V_adc=cQdτ, откуда dc/c= -Qdτ/V_a