Giới thiệu
Trong chương trước, chúng ta đã chỉ ra rằng có thể dễ dàng thu được các phương trình toán học chính xác cho các lực tác dụng lên chất lỏng ở trạng thái tĩnh. Điều này là do trong thủy tĩnh chỉ có các lực áp suất đơn giản được xem xét. Khi xét đến chất lỏng chuyển động, vấn đề phân tích ngay lập tức trở nên khó khăn hơn nhiều. Không chỉ phải tính đến độ lớn và hướng của vận tốc hạt, mà còn có ảnh hưởng phức tạp của độ nhớt gây ra ứng suất cắt hoặc ma sát giữa các hạt chất lỏng chuyển động và tại các ranh giới chứa chúng. Chuyển động tương đối có thể xảy ra giữa các phần tử khác nhau của khối chất lỏng khiến áp suất và ứng suất cắt thay đổi đáng kể từ điểm này sang điểm khác tùy thuộc vào điều kiện dòng chảy. Do sự phức tạp liên quan đến hiện tượng dòng chảy, một phân tích toán học chính xác chỉ có thể thực hiện được trong một vài trường hợp, và từ quan điểm kỹ thuật, có phần không thực tế. Do đó, cần phải giải quyết các vấn đề về dòng chảy bằng cách thực nghiệm hoặc bằng cách đưa ra một số giả định đơn giản hóa đủ để có được một giải pháp lý thuyết. Hai cách tiếp cận này không loại trừ lẫn nhau, vì các định luật cơ bản của cơ học luôn đúng và cho phép áp dụng các phương pháp lý thuyết một phần trong một số trường hợp quan trọng. Ngoài ra, điều quan trọng là phải xác định bằng thực nghiệm mức độ sai lệch so với điều kiện thực tế do phân tích đơn giản hóa gây ra.
Giả định đơn giản hóa phổ biến nhất là chất lỏng lý tưởng hoặc hoàn hảo, do đó loại bỏ các hiệu ứng nhớt phức tạp. Đây là cơ sở của thủy động lực học cổ điển, một nhánh của toán học ứng dụng đã nhận được sự chú ý từ các học giả lỗi lạc như Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin và Lamb. Có những hạn chế nghiêm trọng vốn có trong lý thuyết cổ điển, nhưng vì nước có độ nhớt tương đối thấp, nên nó hoạt động như một chất lỏng thực trong nhiều trường hợp. Vì lý do này, thủy động lực học cổ điển có thể được coi là nền tảng vô cùng quý giá cho việc nghiên cứu các đặc tính của chuyển động chất lỏng. Chương này đề cập đến động lực học cơ bản của chuyển động chất lỏng và đóng vai trò là phần giới thiệu cơ bản cho các chương tiếp theo đề cập đến các vấn đề cụ thể hơn gặp phải trong thủy lực kỹ thuật dân dụng. Ba phương trình cơ bản quan trọng của chuyển động chất lỏng, cụ thể là phương trình liên tục, phương trình Bernoulli và phương trình động lượng, được suy ra và ý nghĩa của chúng được giải thích. Sau đó, những hạn chế của lý thuyết cổ điển được xem xét và hành vi của một chất lỏng thực được mô tả. Giả định chất lỏng không nén được được sử dụng xuyên suốt.
Các loại dòng chảy
Các loại chuyển động chất lỏng khác nhau có thể được phân loại như sau:
1. Dòng chảy rối và dòng chảy tầng
2. Quay và không quay
3. Ổn định và không ổn định
4. Đồng phục và không đồng phục.
Máy bơm hướng trục MVS và máy bơm hỗn hợp AVS (máy bơm chìm hướng trục đứng và hỗn hợp dùng trong xử lý nước thải) là những sản phẩm hiện đại được thiết kế thành công bằng cách áp dụng công nghệ hiện đại của nước ngoài. Công suất của các máy bơm mới lớn hơn 20% so với các máy cũ. Hiệu suất cao hơn 3-5% so với các máy cũ.
Dòng chảy rối và dòng chảy tầng.
Các thuật ngữ này mô tả bản chất vật lý của dòng chảy.
Trong dòng chảy rối, sự chuyển động của các hạt chất lỏng không đều và có sự hoán đổi vị trí dường như ngẫu nhiên. Các hạt riêng lẻ chịu vận tốc ngang dao động, do đó chuyển động xoáy và uốn lượn chứ không phải thẳng. Nếu chất nhuộm được bơm vào một điểm nhất định, nó sẽ nhanh chóng khuếch tán khắp dòng chảy. Ví dụ, trong trường hợp dòng chảy rối trong ống, việc ghi lại tức thời vận tốc tại một mặt cắt sẽ cho thấy sự phân bố gần đúng như trong Hình 1(a). Vận tốc ổn định, như được ghi lại bởi các dụng cụ đo thông thường, được biểu thị bằng đường chấm chấm, và rõ ràng là dòng chảy rối được đặc trưng bởi vận tốc dao động không ổn định chồng lên giá trị trung bình ổn định theo thời gian.
Hình 1(a) Dòng chảy rối
Hình 1(b) Dòng chảy tầng
Trong dòng chảy tầng, tất cả các hạt chất lỏng chuyển động dọc theo các đường song song và không có thành phần vận tốc ngang. Sự chuyển động có trật tự đến mức mỗi hạt đi theo chính xác đường đi của hạt trước nó mà không có bất kỳ sự lệch hướng nào. Do đó, một sợi thuốc nhuộm mỏng sẽ giữ nguyên hình dạng mà không bị khuếch tán. Có một gradient vận tốc ngang lớn hơn nhiều trong dòng chảy tầng (Hình 1b) so với dòng chảy rối. Ví dụ, đối với một ống, tỷ lệ giữa vận tốc trung bình V và vận tốc cực đại Vmax là 0,5 trong dòng chảy rối và 0,05 trong dòng chảy tầng.
Dòng chảy tầng gắn liền với vận tốc thấp và chất lỏng nhớt, chuyển động chậm. Trong thủy lực đường ống và kênh hở, vận tốc hầu như luôn đủ cao để đảm bảo dòng chảy rối, mặc dù một lớp chảy tầng mỏng vẫn tồn tại gần ranh giới rắn. Các định luật về dòng chảy tầng đã được hiểu rõ, và với các điều kiện biên đơn giản, sự phân bố vận tốc có thể được phân tích bằng toán học. Do bản chất dao động không đều, dòng chảy rối đã thách thức việc xử lý toán học một cách chặt chẽ, và để giải quyết các vấn đề thực tế, cần phải dựa phần lớn vào các mối quan hệ thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm.
Bơm chữa cháy tuabin trục đứng
Mã sản phẩm: XBC-VTP
Máy bơm chữa cháy trục đứng dài dòng XBC-VTP là dòng máy bơm phân tán một tầng và nhiều tầng, được sản xuất theo tiêu chuẩn quốc gia GB6245-2006 mới nhất. Chúng tôi cũng đã cải tiến thiết kế dựa trên tiêu chuẩn của Hiệp hội Phòng cháy chữa cháy Hoa Kỳ. Máy chủ yếu được sử dụng để cung cấp nước chữa cháy trong các ngành công nghiệp hóa dầu, khí đốt tự nhiên, nhà máy điện, dệt may, bến cảng, hàng không, kho bãi, nhà cao tầng và các ngành khác. Nó cũng có thể được áp dụng cho tàu thuyền, bể chứa trên biển, tàu chữa cháy và các trường hợp cung cấp nước khác.
Dòng chảy xoay và không xoay.
Dòng chảy được gọi là dòng chảy xoay nếu mỗi hạt chất lỏng có vận tốc góc quay quanh tâm khối lượng của chính nó.
Hình 2a thể hiện sự phân bố vận tốc điển hình liên quan đến dòng chảy rối qua một ranh giới thẳng. Do sự phân bố vận tốc không đồng đều, một hạt có hai trục ban đầu vuông góc với nhau sẽ bị biến dạng với một mức độ quay nhỏ. Trong Hình 2a, dòng chảy trong một hình tròn
Đường đi của hạt được mô tả, với vận tốc tỷ lệ thuận với bán kính. Hai trục của hạt quay cùng chiều nên dòng chảy lại là dòng chảy xoay tròn.
Hình 2(a) Dòng chảy xoay
Để dòng chảy không xoáy, sự phân bố vận tốc gần ranh giới thẳng phải đồng đều (Hình 2b). Trong trường hợp dòng chảy theo đường tròn, có thể chứng minh rằng dòng chảy không xoáy chỉ xảy ra khi vận tốc tỷ lệ nghịch với bán kính. Thoạt nhìn Hình 3, điều này có vẻ sai, nhưng khi xem xét kỹ hơn sẽ thấy rằng hai trục quay theo hướng ngược nhau, do đó có hiệu ứng bù trừ tạo ra hướng trung bình của các trục không thay đổi so với trạng thái ban đầu.
Hình 2(b) Dòng chảy không xoáy
Vì tất cả các chất lỏng đều có độ nhớt, nên dòng chảy của một chất lỏng thực tế không bao giờ thực sự là không xoáy, và dòng chảy tầng dĩ nhiên là có tính xoáy cao. Do đó, dòng chảy không xoáy là một điều kiện giả định, chỉ mang tính chất lý thuyết nếu không phải vì thực tế là trong nhiều trường hợp dòng chảy rối, đặc tính xoáy lại không đáng kể đến mức có thể bỏ qua. Điều này thuận tiện vì có thể phân tích dòng chảy không xoáy bằng các khái niệm toán học của thủy động lực học cổ điển đã đề cập trước đó.
Bơm ly tâm dùng cho nguồn nước biển
Mã số sản phẩm: ASN ASNV
Các loại bơm ASN và ASNV là bơm ly tâm một tầng, hút kép, vỏ xoắn ốc tách rời, được sử dụng để bơm chất lỏng vào các công trình cấp nước, tuần hoàn điều hòa không khí, tòa nhà, thủy lợi, trạm bơm thoát nước, nhà máy điện, hệ thống cấp nước công nghiệp, hệ thống chữa cháy, tàu thuyền, công trình xây dựng, v.v.
Dòng chảy ổn định và không ổn định.
Dòng chảy được coi là ổn định khi các điều kiện tại bất kỳ điểm nào đều không đổi theo thời gian. Một cách hiểu nghiêm ngặt về định nghĩa này sẽ dẫn đến kết luận rằng dòng chảy rối không bao giờ thực sự ổn định. Tuy nhiên, đối với mục đích hiện tại, thuận tiện hơn khi coi chuyển động tổng quát của chất lỏng là tiêu chí và những biến động thất thường liên quan đến sự rối loạn chỉ là ảnh hưởng thứ yếu. Một ví dụ rõ ràng về dòng chảy ổn định là lưu lượng không đổi trong ống dẫn hoặc kênh hở.
Từ đó suy ra rằng dòng chảy không ổn định khi các điều kiện thay đổi theo thời gian. Một ví dụ về dòng chảy không ổn định là lưu lượng thay đổi trong đường ống hoặc kênh hở; đây thường là hiện tượng thoáng qua xảy ra sau hoặc tiếp theo sau một lưu lượng ổn định. Một số ví dụ quen thuộc khác
Ví dụ về các hiện tượng có tính chu kỳ hơn là chuyển động sóng và chuyển động tuần hoàn của các khối nước lớn trong dòng thủy triều.
Hầu hết các vấn đề thực tiễn trong kỹ thuật thủy lực đều liên quan đến dòng chảy ổn định. Điều này rất may mắn, vì biến số thời gian trong dòng chảy không ổn định làm phức tạp đáng kể việc phân tích. Do đó, trong chương này, việc xem xét dòng chảy không ổn định sẽ được giới hạn ở một vài trường hợp tương đối đơn giản. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là một số trường hợp phổ biến của dòng chảy không ổn định có thể được quy về trạng thái ổn định nhờ nguyên lý chuyển động tương đối.
Do đó, một bài toán liên quan đến một con tàu di chuyển trong nước tĩnh có thể được diễn đạt lại sao cho con tàu đứng yên và nước chuyển động; tiêu chí duy nhất cho sự tương đồng về hành vi của chất lỏng là vận tốc tương đối phải giống nhau. Tương tự, chuyển động sóng trong nước sâu có thể được đơn giản hóa thành...
Trạng thái ổn định được xác định bằng cách giả định rằng người quan sát di chuyển cùng với sóng với cùng vận tốc.
Bơm thoát nước trục đứng ly tâm nhiều tầng chạy bằng động cơ diesel. Loại bơm thoát nước trục đứng này chủ yếu được sử dụng để bơm nước thải không bị ăn mòn, ở nhiệt độ dưới 60°C, có hàm lượng chất rắn lơ lửng (không bao gồm chất xơ, cặn) dưới 150 mg/L. Bơm thoát nước trục đứng kiểu VTP thuộc dòng bơm nước trục đứng kiểu VTP, được cải tiến bằng cách tăng kích thước ống và cổ bơm, sử dụng dầu bôi trơn cho ống bơm. Có thể hoạt động ở nhiệt độ khói dưới 60°C, bơm được nước thải có chứa một số hạt rắn nhất định (như sắt vụn, cát mịn, than đá, v.v.).
Dòng chảy đồng đều và không đồng đều.
Dòng chảy được gọi là đồng đều khi độ lớn và hướng của vectơ vận tốc không thay đổi từ điểm này sang điểm khác dọc theo đường đi của dòng chảy. Để đáp ứng định nghĩa này, cả diện tích dòng chảy và vận tốc phải giống nhau tại mọi mặt cắt ngang. Dòng chảy không đồng đều xảy ra khi vectơ vận tốc thay đổi theo vị trí, một ví dụ điển hình là dòng chảy giữa các ranh giới hội tụ hoặc phân kỳ.
Cả hai điều kiện dòng chảy thay thế này đều phổ biến trong thủy lực kênh hở, mặc dù nói một cách chính xác, vì dòng chảy đều luôn được tiếp cận tiệm cận, nên đó là một trạng thái lý tưởng chỉ được xấp xỉ chứ không bao giờ thực sự đạt được. Cần lưu ý rằng các điều kiện này liên quan đến không gian hơn là thời gian và do đó trong trường hợp dòng chảy kín (ví dụ: đường ống chịu áp suất), chúng hoàn toàn độc lập với tính chất ổn định hay không ổn định của dòng chảy.
Thời gian đăng bài: 29/03/2024