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Einführung
Im vorherigen Kapitel wurde gezeigt, dass exakte mathematische Verhältnisse für die Kräfte, die von ruhenden Flüssigkeiten ausgeübt werden, leicht ermittelt werden können. Dies liegt daran, dass bei der Hydrostatik nur einfache Druckkräfte beteiligt sind. Wenn eine Flüssigkeit in Bewegung betrachtet wird, wird das Problem der Analyse sofort viel schwieriger. Dabei müssen nicht nur Größe und Richtung der Partikelgeschwindigkeit berücksichtigt werden, sondern es gibt auch den komplexen Einfluss der Viskosität, der eine Scher- oder Reibungsspannung zwischen den sich bewegenden Fluidpartikeln und an den umgebenden Grenzen verursacht. Die relative Bewegung, die zwischen verschiedenen Elementen des Flüssigkeitskörpers möglich ist, führt dazu, dass der Druck und die Scherspannung je nach Strömungsbedingungen von einem Punkt zum anderen erheblich variieren. Aufgrund der mit dem Strömungsphänomen verbundenen Komplexität ist eine präzise mathematische Analyse nur in wenigen und aus technischer Sicht teilweise unpraktischen Fällen möglich. Daher ist es notwendig, Strömungsprobleme entweder durch Experimente oder durch Herstellung zu lösen bestimmte vereinfachende Annahmen ausreichen, um eine theoretische Lösung zu erhalten. Die beiden Ansätze schließen sich nicht gegenseitig aus, da die Grundgesetze der Mechanik immer gültig sind und in einigen wichtigen Fällen die Übernahme teilweise theoretischer Methoden ermöglichen. Außerdem ist es wichtig, das Ausmaß der Abweichung von den wahren Bedingungen, die sich aus einer vereinfachten Analyse ergibt, experimentell zu ermitteln.
Die häufigste vereinfachende Annahme ist, dass die Flüssigkeit ideal oder perfekt ist und somit die komplizierten viskosen Effekte eliminiert werden. Dies ist die Grundlage der klassischen Hydrodynamik, einem Zweig der angewandten Mathematik, der von so bedeutenden Wissenschaftlern wie Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin und Lamb beachtet wurde. Die klassische Theorie weist erhebliche inhärente Einschränkungen auf, aber da Wasser eine relativ niedrige Viskosität hat, verhält es sich in vielen Situationen wie eine echte Flüssigkeit. Aus diesem Grund kann die klassische Hydrodynamik als äußerst wertvoller Hintergrund für die Untersuchung der Eigenschaften der Flüssigkeitsbewegung angesehen werden. Das vorliegende Kapitel befasst sich mit der grundlegenden Dynamik der Flüssigkeitsbewegung und dient als grundlegende Einführung in die nachfolgenden Kapitel, die sich mit den spezifischeren Problemen der Tiefbauhydraulik befassen. Die drei wichtigen Grundgleichungen der Flüssigkeitsbewegung, nämlich die Kontinuitäts-, Bernoulli- und Impulsgleichung, werden abgeleitet und ihre Bedeutung erklärt. Später werden die Grenzen der klassischen Theorie betrachtet und das Verhalten einer realen Flüssigkeit beschrieben. Dabei wird durchgehend von einer inkompressiblen Flüssigkeit ausgegangen.
Strömungsarten
Die verschiedenen Arten der Flüssigkeitsbewegung können wie folgt klassifiziert werden:
1.Turbulent und laminar
2.Rotational und irrotational
3.Stetig und instabil
4. Einheitlich und uneinheitlich.
Axialpumpen der MVS-Serie Die Mixed-Flow-Pumpen der AVS-Serie (vertikale Axial- und Mixed-Flow-Abwasser-Tauchpumpen) sind moderne Produkte, die durch die Übernahme moderner ausländischer Technologien erfolgreich entwickelt wurden. Die Kapazität der neuen Pumpen ist 20 % größer als die der alten. Der Wirkungsgrad ist 3 bis 5 % höher als bei den alten.
Turbulente und laminare Strömung.
Diese Begriffe beschreiben die physikalische Natur der Strömung.
In einer turbulenten Strömung ist die Bewegung der Flüssigkeitspartikel unregelmäßig und es kommt zu einem scheinbar zufälligen Positionswechsel. Einzelne Partikel unterliegen schwankenden Trans. Versgeschwindigkeiten, sodass die Bewegung eher wirbelnd und gewunden als geradlinig ist. Wenn der Farbstoff an einer bestimmten Stelle injiziert wird, diffundiert er schnell im gesamten Strömungsstrom. Im Fall einer turbulenten Strömung in einem Rohr würde beispielsweise eine sofortige Aufzeichnung der Geschwindigkeit an einem Abschnitt eine ungefähre Verteilung ergeben, wie in Abbildung 1(a) dargestellt. Die stationäre Geschwindigkeit, wie sie mit normalen Messgeräten aufgezeichnet werden würde, ist gepunktet dargestellt, und es ist ersichtlich, dass die turbulente Strömung durch eine instationäre schwankende Geschwindigkeit gekennzeichnet ist, die einem zeitlich stationären Mittelwert überlagert ist.
Abb.1(a) Turbulente Strömung
Abb.1(b) Laminare Strömung
Bei der laminaren Strömung bewegen sich alle Flüssigkeitspartikel auf parallelen Bahnen und es gibt keine transversale Geschwindigkeitskomponente. Der geordnete Verlauf ist so, dass jedes Teilchen ohne Abweichung genau dem Weg des ihm vorausgehenden Teilchens folgt. Somit bleibt ein dünner Farbstofffaden als solcher ohne Diffusion bestehen. Bei laminarer Strömung gibt es einen viel größeren transversalen Geschwindigkeitsgradienten (Abb. 1b) als bei turbulenter Strömung. Beispielsweise beträgt für ein Rohr das Verhältnis der mittleren Geschwindigkeit V und der maximalen Geschwindigkeit V max 0,5 bei turbulenter Strömung und 0 ,05 mit laminarer Strömung.
Laminare Strömung ist mit niedrigen Geschwindigkeiten und viskosen, trägen Flüssigkeiten verbunden. In der Rohrleitungs- und offenen Kanalhydraulik sind die Geschwindigkeiten fast immer hoch genug, um eine turbudente Strömung zu gewährleisten, obwohl in der Nähe einer festen Grenze eine dünne laminare Schicht verbleibt. Die Gesetze der laminaren Strömung sind vollständig verstanden und für einfache Randbedingungen kann die Geschwindigkeitsverteilung mathematisch analysiert werden. Aufgrund ihrer unregelmäßig pulsierenden Natur hat sich die turbulente Strömung einer strengen mathematischen Behandlung widersetzt, und für die Lösung praktischer Probleme ist es notwendig, sich weitgehend auf empirische oder semiempirische Beziehungen zu verlassen.
Vertikale Turbinen-Feuerlöschpumpe
Modellnummer: XBC-VTP
Bei den vertikalen Langschaft-Feuerlöschpumpen der XBC-VTP-Serie handelt es sich um eine Reihe einstufiger, mehrstufiger Diffusorpumpen, die gemäß der neuesten nationalen Norm GB6245-2006 hergestellt werden. Wir haben das Design auch unter Bezugnahme auf den Standard der United States Fire Protection Association verbessert. Es wird hauptsächlich zur Löschwasserversorgung in der Petrochemie, Erdgas, Kraftwerken, Baumwolltextilien, Werften, Luftfahrt, Lagerhaltung, Hochhäusern und anderen Industrien eingesetzt. Es kann auch für Schiffe, Seetanks, Feuerlöschschiffe und andere Versorgungszwecke gelten.
Rotations- und Rotationsströmung.
Man spricht von einer Rotationsströmung, wenn jedes Fluidteilchen eine Winkelgeschwindigkeit um seinen eigenen Massenschwerpunkt aufweist.
Abbildung 2a zeigt eine typische Geschwindigkeitsverteilung im Zusammenhang mit turbulenter Strömung an einer geraden Grenze vorbei. Aufgrund der ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung erleidet ein Partikel, dessen beiden Achsen ursprünglich senkrecht zueinander stehen, eine Verformung mit einem geringen Grad an Rotation. In Abbildung 2a ist eine kreisförmige Strömung zu sehen
Der Weg wird dargestellt, wobei die Geschwindigkeit direkt proportional zum Radius ist. Die beiden Achsen des Teilchens drehen sich in die gleiche Richtung, so dass die Strömung wieder rotatorisch ist.
Abb.2(a) Rotationsströmung
Damit die Strömung rotationsfrei ist, muss die Geschwindigkeitsverteilung neben der geraden Grenze gleichmäßig sein (Abb. 2b). Im Falle einer Strömung auf einer kreisförmigen Bahn lässt sich zeigen, dass eine rotationsfreie Strömung nur dann vorliegt, wenn die Geschwindigkeit umgekehrt proportional zum Radius ist. Auf den ersten Blick auf Abbildung 3 scheint dies falsch zu sein, aber eine genauere Betrachtung zeigt, dass sich die beiden Achsen in entgegengesetzte Richtungen drehen, so dass ein kompensierender Effekt entsteht, der eine durchschnittliche Ausrichtung der Achsen erzeugt, die gegenüber dem Ausgangszustand unverändert ist.
Abb.2(b) Irrrotationsströmung
Da alle Flüssigkeiten eine Viskosität besitzen, ist der Tiefpunkt einer echten Flüssigkeit nie wirklich eine Rotationsfreiheit, und eine laminare Strömung ist natürlich stark rotatorisch. Somit ist eine rotationsfreie Strömung ein hypothetischer Zustand, der von akademischem Interesse wäre – wenn nicht in vielen Fällen turbulenter Strömung die Rotationseigenschaften so unbedeutend wären, dass sie vernachlässigt werden könnten. Dies ist praktisch, da es möglich ist, die Strömung ohne Rotation mithilfe der zuvor erwähnten mathematischen Konzepte der klassischen Hydrodynamik zu analysieren.
Zentrifugale Meerwasser-Zielpumpe
Modellnummer: ASN ASNV
Die Pumpen der Modelle ASN und ASNV sind einstufige Kreiselpumpen mit geteiltem Spiralgehäuse und doppelter Ansaugung und werden für den Transport von Flüssigkeiten in Wasserwerken, Klimatisierungsanlagen, Gebäuden, Bewässerungsanlagen, Entwässerungspumpstationen, Elektrizitätswerken, industriellen Wasserversorgungssystemen und der Brandbekämpfung eingesetzt System, Schiff, Gebäude und so weiter.
Stetiger und instationärer Fluss.
Der Fluss wird als stetig bezeichnet, wenn die Bedingungen an jedem Punkt zeitlich konstant sind. Eine strenge Interpretation dieser Definition würde zu dem Schluss führen, dass turbulente Strömungen nie wirklich stabil waren. Für den vorliegenden Zweck ist es jedoch zweckmäßig, die allgemeine Flüssigkeitsbewegung als Kriterium und die mit der Turbulenz verbundenen unregelmäßigen Schwankungen nur als sekundären Einfluss zu betrachten. Ein offensichtliches Beispiel für einen stetigen Fluss ist ein konstanter Ausfluss in einer Leitung oder einem offenen Kanal.
Daraus folgt, dass die Strömung instationär ist, wenn sich die Bedingungen im Laufe der Zeit ändern. Ein Beispiel für eine instationäre Strömung ist eine schwankende Entladung in einer Leitung oder einem offenen Kanal; Dies ist normalerweise ein vorübergehendes Phänomen, das auf eine stetige Entladung folgt oder von dieser gefolgt wird. Andere Bekannte
Beispiele eher periodischer Natur sind Wellenbewegungen und die zyklische Bewegung großer Gewässer im Gezeitenstrom.
Die meisten praktischen Probleme im Wasserbau betreffen die stetige Strömung. Dies ist ein Glücksfall, da die Zeitvariable bei instationärer Strömung die Analyse erheblich erschwert. Dementsprechend wird in diesem Kapitel die Betrachtung der instationären Strömung auf einige relativ einfache Fälle beschränkt. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass mehrere häufige Fälle instationärer Strömung aufgrund des Prinzips der Relativbewegung auf den stationären Zustand reduziert werden können.
Somit kann ein Problem, bei dem es um ein Schiff geht, das sich durch stilles Wasser bewegt, umformuliert werden, sodass das Schiff stillsteht und das Wasser in Bewegung ist; Das einzige Kriterium für die Ähnlichkeit des Flüssigkeitsverhaltens besteht darin, dass die Relativgeschwindigkeit gleich sein muss. Auch hier kann die Wellenbewegung in tiefem Wasser auf das reduziert werden
stationären Zustand, indem man annimmt, dass sich ein Beobachter mit den Wellen mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt.
Dieselmotor Vertikalturbine Mehrstufige Zentrifugal-Inline-Wellenwasser-Entwässerungspumpe Diese Art von vertikaler Entwässerungspumpe wird hauptsächlich zum Pumpen ohne Korrosion, bei Temperaturen unter 60 °C und suspendierten Feststoffen (ohne Fasern und Körner) mit einem Gehalt von weniger als 150 mg/L verwendet das Abwasser bzw. Abwasser. Bei der vertikalen Entwässerungspumpe vom Typ VTP handelt es sich um vertikale Wasserpumpen vom Typ VTP, und auf der Grundlage der Erhöhung und des Kragens wird die Rohrölschmierung auf Wasser eingestellt. Kann bei Temperaturen unter 60 °C geräuchert werden, um eine bestimmte feste Körnung (z. B. Eisenschrott und Feinsand, Kohle usw.) in das Abwasser oder Abwasser aufzunehmen.
Gleichmäßige und ungleichmäßige Strömung.
Die Strömung gilt als gleichmäßig, wenn sich Größe und Richtung des Geschwindigkeitsvektors von einem Punkt zum anderen entlang des Strömungswegs nicht ändern. Um dieser Definition zu entsprechen, müssen sowohl die Strömungsfläche als auch die Geschwindigkeit an jedem Querschnitt gleich sein. Eine ungleichmäßige Strömung tritt auf, wenn der Geschwindigkeitsvektor je nach Ort variiert. Ein typisches Beispiel ist die Strömung zwischen konvergierenden oder divergierenden Grenzen.
Beide alternativen Strömungsbedingungen sind in der Hydraulik mit offenem Kanal üblich, obwohl es sich streng genommen um einen Idealzustand handelt, der nur angenähert und nie tatsächlich erreicht wird, da die Annäherung an eine gleichmäßige Strömung immer asymptotisch erfolgt. Es ist zu beachten, dass sich die Bedingungen eher auf den Raum als auf die Zeit beziehen und daher in Fällen geschlossener Strömung (z. B. unter Druck stehende Rohre) völlig unabhängig von der stetigen oder instationären Natur der Strömung sind.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29. März 2024