Понимание различных типов потока жидкости

Ранее я объяснял гидромеханику, где говорил, что гидродинамика — это одна из ее ветвей, она имеет дело с потоком жидкости. Это означает, что речь идет о движении жидкости под действием неуравновешенных сил. Это движение продолжается до тех пор, пока действуют неуравновешенные силы. Ну, это не наша цель здесь.

Сегодня вы познакомитесь с различными типами течения жидкости, поскольку сама жидкость может быть классифицирована по разным типам в зависимости от изменения характеристик жидкости, таких как скорость, плотность и т. д. Методы анализа различаются в гидромеханике в зависимости от тип течения. Давайте перейдем к нашей теме обсуждения, различным типам потока жидкости. Вы также познакомитесь с различными типами жидкости.

Различные типы потока жидкости

Постоянный и неустойчивый поток:

Поток называется установившимся, если его характеристики жидкости, такие как плотность, скорость и давление в точке, не меняются со временем. Это может быть математически выражено как:

Где V — скорость жидкости

P — давление жидкости,

J — плотность жидкости.

Также известно, что поток является нестационарным, когда характеристики жидкости, такие как скорость, давление и плотность в точке, изменяются во времени. Это математически выражается как:

Схема установившегося и неустановившегося течения в гидромеханике:

Равномерный и неравномерный поток:

Равномерный поток — это тип течения жидкости, при котором скорость потока в данный момент времени не изменяется относительно пространства (по длине направления потока). Это также может быть выражено математически как:

С другой стороны, неравномерный поток - это тип потока жидкости, при котором скорость ее потока в данный момент времени изменяется относительно пространства. Математически неравномерный поток можно выразить следующим образом:

Схема равномерного и неравномерного потока:

Ламинарный и турбулентный поток

Ламинарные типы потока жидкости - это поток, в котором частицы жидкости движутся по четко определенной линии тока или траекториям. Это происходит таким образом, что все линии тока прямые и параллельны друг другу. Говорят, что в этом типе потока частицы жидкости движутся в пластинах. Слои в ламинарном потоке плавно скользят по соседнему слою. Поток считается ламинарным, если число Рейнольдса больше 4000.

Тем не менее, турбулентный поток представляет собой тип потока, в котором частицы жидкости движутся зигзагообразным образом. Это зигзагообразное движение образует сильную турбулентность и водовороты, что приводит к большим потерям энергии. Поток является турбулентным, когда число Рейнольдса также больше 4000. Говорят, что поток жидкости в трубе с числом Рейнольдса от 2000 до 4000 находится в переходном состоянии. Теперь вы можете увидеть ламинарное и турбулентное течение в трубах, характеризующееся числом Рейнольдса.

Схема ламинарного и турбулентного течения:

Сжимаемые и несжимаемые потоки

В сжимаемом потоке плотность его жидкости изменяется от одной точки к другой. То есть плотность непостоянна. Например, J не является постоянным.

С другой стороны, несжимаемый поток — это тип потока, при котором плотность жидкости постоянна от одной точки к другой. т. е. жидкости вообще несжимаемы, а газы сжимаемы. J=константа. Где J — плотность жидкости.

Вращательные и безвихревые потоки

Вращательный поток — это тип потока, при котором частицы жидкости вращаются вокруг своей оси, двигаясь вдоль линий тока. Безвихревое течение возникает, если частицы жидкости при движении вдоль линии тока не вращаются вокруг своей оси. Наконец,

Одно-, двух- и трехмерные потоки

Одномерный поток жидкости - это тип потока жидкости, в котором его параметр потока, такой как скорость, выражается как функция времени и одной пространственной координаты. Это может быть выражено как,

u =f (x, y), v=0; ш=0;

Скорость вдоль направлений y и z, т. е. v и w, считается незначительной.

Во-вторых, двухмерный поток — это поток, в котором скорость является функцией времени и двух прямоугольных пространственных координат. Считается пренебрежимо малым, когда скорость течет по третьему направлению. То есть

u =f (x, y); v =г (х, у); ш =0;

Наконец, трехмерное течение — это такое течение жидкости, в котором скорость является функцией времени и трех взаимно перпендикулярных прямоугольных пространственных координат (x, y, z). то есть

u =f (x, y, z); v =г (х, у, г); ш =ч (х, у, г)

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать о движении жидкости в гидромеханике

теперь позвольте этой возможности обсудить различные типы жидкости.

Типы жидкостей

Ниже приведены различные типы жидкости:

Идеальная жидкость – эти типы жидкости не могут быть сжаты, и их вязкость не относится к категории идеальной жидкости. Говорят, что она воображаемая, то есть жидкость не существует в действительности.

Настоящая жидкость – эти жидкости реальны, потому что обладают вязкостью.

Ньютоновская жидкость – это когда жидкость подчиняется закону вязкости Ньютона.

Неньютоновская жидкость – когда жидкость не подчиняется закону вязкости Ньютона.

Идеальная пластичная жидкость - эти типы жидкости известны, когда напряжение сдвига пропорционально градиенту скорости, а напряжение сдвига больше, чем значение текучести.

Несжимаемая жидкость — это когда плотность жидкости не меняется при приложении внешней силы.

Сжимаемая жидкость – это когда плотность жидкости изменяется при приложении внешней силы.

В приведенной ниже таблице показаны плотность и вязкость различных типов жидкостей

Типы жидкости	Плотность	Вязкость
Идеальная жидкость	Константа	Ноль
Настоящая жидкость	Переменная	Ненулевой
Ньютоновская жидкость	Константа/переменная	T=u(чувак)
Неньютоновская жидкость	Константа/переменная	Т≠у(дуди)
Несжимаемая жидкость	Константа	Ненулевой/ноль
Сжимаемая жидкость	Переменная	Ненулевой/ноль

Заключение

Это все, что касается статьи «Различные типы потока жидкости», где мы также перечислили доступные типы жидкостей.

Я надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, поделитесь им с другими студентами. Спасибо за чтение. Увидимся в следующий раз!