Понятие пограничного слоя. Ламинарный пограничный слой. Турбулентный пограничный слой. Профиль скорости и трение в трубах. — КиберПедия 

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Понятие пограничного слоя. Ламинарный пограничный слой. Турбулентный пограничный слой. Профиль скорости и трение в трубах.



Пограничный слой, область течения вязкой жидкости (газа) с малой по сравнению с продольными размерами поперечной толщиной, образующаяся у поверхности обтекаемого твёрдого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с различными скоростями, температурами или химическим составом. Пограничный слой характеризуется резким изменением в поперечном направлении скорости (динамический пограничный слой), или температуры (тепловой, или температурный, пограничный слой), или же концентраций отдельных химических компонентов (диффузионный, или концентрационный, пограничный слой). На формирование течения в пограничном слое основное влияние оказывают вязкость, теплопроводность и диффузионная способность жидкости (газа). Внутри динамического пограничного слоя происходит плавное изменение скорости от её значения во внешнем потоке до нуля на стенке (вследствие прилипания вязкой жидкости к твёрдой поверхности). Аналогично внутри пограничного слоя плавно изменяются температура и концентрация.

Режим течения в динамическом пограничном слое зависит от числа Рейнольдса Re и может быть ламинарным или турбулентным Итак, ламинарным называется слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсации скорости и давления. При ламинарном течении жидкости в прямой трубе постоянного сечения все линии тока направлены параллельно оси трубы, при этом отсутствуют поперечные перемещения частиц жидкости.

Турбулентным называется течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости с пульсациями скоростей и давлений. Наряду с основным продольным перемещением жидкости наблюдаются поперечные перемещения и вращательные движения отдельных объемов жидкости. Переход от ламинарного режима к турбулентному наблюдается при определенной скорости движения жидкости. Эта скорость называется критической υ кр.

Значение этой скорости прямо пропорционально кинематической вязкости жидкости и обратно пропорционально диаметру трубы.

Где ν-кинематическая вязкость;
k - безразмерный коэффициент;
d - внутренний диаметр трубы.

Входящий в эту формулу безразмерный коэффициент k, одинаков для всех жидкостей и газов, а также для любых диаметров труб. Этот коэффициент называется критическим числом Рейнольдса Reкр и определяется следующим образом:

Как показывают исследования, при ламинарном течении жидкости в круглой трубе максимальная скорость находится на оси трубы. У стенок трубы скорость равна нулю, т.к. частицы жидкости покрывают внутреннюю поверхность трубопровода тонким неподвижным слоем. От стенок трубы к ее оси скорости нарастаю плавно. График распределения скоростей по поперечному сечению потока представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью - квадратичную параболу



Схема для рассмотрения ламинарного потока

При турбулентном режиме движения жидкости в трубах эпюра распределения скоростей имеет вид, показанный на рисунке. В тонком пристенном слое толщиной δ жидкость течет в ламинарном режиме, а остальные слои текут в турбулентном режиме, и называются турбулентным ядром. Таким образом, строго говоря, турбулентного движения в чистом виде не существует. Оно сопровождается ламинарным движением у стенок, хотя слой δ с ламинарным режимом весьма мал по сравнению с турбулентным ядром.

Модель турбулентного режима движения жидкости

Трение в трубах

Опыт показывает, что вдоль трубы по течению давление падает: чем дальше от начала трубы, тем меньше статическое давлениетекущей жидкости. При этом в узких трубах давление падает быстрее, чем в широких. В достаточно широких и коротких трубах при не очень большой скорости течения падение давления практически незаметно. Падение давления жидкости в трубе объясняется трением. На жидкость, текущую по трубе, действуют со стороны стенок трубы силы трения; они направлены противоположно движению жидкости. Выделим мысленно в трубе объем жидкости ABCD. Со стороны стенок трубына выделенный объем действуют силы трения f. Если жидкость течет по трубе равномерно (с постоянной скоростью), то силы давления, действующие на выделенный объем, должны уравновешивать силы трения. Отсюда заключаем, что сила давления F1, действующая в направлении движения, по модулю должна быть больше силы давления F2, действующей в противоположном направлении. Поэтому давление на задней поверхности АВ выделенного объема должно быть больше давления на передней поверхности CD, т. е. давление должно убывать вдоль трубы по течению. Если увеличить скорость жидкости, текущей по трубе, то сила трения возрастет. Поэтому при быстром течении жидкости падение давления в данной трубе больше, чем при медленном течении. При данной скорости течения трение сказывается сильнее в узких трубах, чем вшироких; поэтому вдоль узких труб давление падает быстрее.




Сумма сил давления F1 и F2 уравновешивает силы трения f со стороны стенок трубы


 

61. Общие требования к средствам дефектоскопического контроля

Неразрушающий контроль осуществляют с помощью СНК (средств неразрушающего контроля): приборов (дефектоскопов, толщиномеров, структуроскопов и т.д.) и установок, а также дефектоскопических веществ и материалов (проникающих и проявляющих жид костей, магнитных порошков и суспензий, паст и т.д.), стандартных образцов, вспомогательного оборудования.
Дефектоскопы представляют собой приборы и установки, предназначенные для обнаружения дефектов типа сплошности.
Практически все дефектоскопы не только выявляют дефекты в изделии, но и определяют с установленной погрешностью его размеры и местонахождение. Некоторые дефектоскопы способны обнаруживать дефекты, определять глубину их и координаты относительно плоскостей изделия.
Структуроскопы в зависимости от их принципа действия могут определять физико-химические свойства материала, оценивать твердость и прочность материалов, глубину и качество термической обработки, обнаруживать отклонение содержания углерода от номинального значения, рассортировывать изделия по твердости, выявлять неоднородные по структуре области.
Толщиномеры, принцип работы которых основан на одном из методов неразрушающего контроля, позволяют быстро и без повреждения объекта контроля получить информацию о толщине изделия при одностороннем к нему доступе и о толщине лакокрасочных, гальванических, специальных покрытии, нанесенных на металлическую основу.

Основополагающими критериями при выборе толщиномера являются:

1. соответствие диапазона измерений контролируемым толщинам;

2. допустимый радиус кривизны контролируемой поверхности;

3. шероховатость контролируемой поверхности и донной поверхности (при необходимости);

4. клиновидность контактной и донной поверхностей,

5. основная погрешность прибора, которая не должна превышать:

o для толщиномеров, контролирующих толщину гальванопокрытий, 30 % от допуска на контролируемый параметр;

o для толщиномеров, контролирующих линейные размеры деталей, погрешность измерения регламентируется ГОСТ 8.051;

Следует помнить, что основная погрешность прибора определена для нормальных условий его применения, оговоренных в нормативной документации на прибор

 

 

62 Основные факторы, определяющие выбор метода контроля.

 

Методы неразрушающего контроля основываются на наблюдении, регистрации и анализе результатов взаимодействия физических полей (излучений) или веществ с объектом контроля, причем характер этого взаимодействия зависит от химического состава, строения, состояния структуры контролируемого объекта и т.п.
Все методы неразрушающего контроля являются косвенными методами.
Настройка, калибровка должны осуществляться по контрольным образцам, имитирующим измеряемый физический параметр.
Метода, который бы мог обнаружить самые разнообразные по характеру дефекты нет. Каждый отдельно взятый метод НК решает ограниченный круг задач технического контроля.

Выбор оптимального метода неразрушающего контроля следует осуществлять исходя из его:

· реальных особенностей;

· физических основ;

· степени разработки;

· области применения;

· чувствительности;

· разрешающей способности;

· технических условий отбраковки;

· технических характеристик аппаратуры.

Измерительная система средств неразрушающего контроля должна быть скомплектована из прибора, преобразователя и контрольного образца.
Раскомплектовка измерительной системы недопустима и ведёт к изменению метрологических характеристик.
Важной характеристикой любых методов неразрушающего контроля является их чувствительность.
Чувствительность - выявление наименьшего по размерам дефекта; зависит от особенностей метода неразрушающего контроля, условий проведения контроля, материала изделий. Удовлетворительная чувствительность для выявления одних дефектов может быть совершенно непригодной для выявления дефектов другого характера.
Чувствительность методов неразрушающего контроля к выявлению одного и того же по характеру дефекта различна. При определении предельно допустимой погрешности выбранного метода неразрушающего контроля следует обязательно учитывать дополнительные погрешности, возникающие от влияющих факторов:

· минимального радиуса кривизны вогнутой и выпуклой поверхностей;

· шероховатости контролируемой поверхности;

· структуры материала;

· геометрических размеров зоны контроля;

· других влияющих факторов указанных в инструкциях для конкретных приборов.

В зависимости от физических явлений, положенных в основу методов неразрушающего контроля, они подразделяются на девять основных видов: акустический, магнитный, вихретоковый, проникающими веществами, радиоволновый, радиационный, оптический, тепловой и электрический.
На практике наиболее широкое распространение нашли первые четыре метода.

 

 






Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...





© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.008 с.