Технологічні процеси Гідро- механічні Теплові Дифу- зійні сушка

ПРИКЛАДНА ГІДРАВЛІКА
Гідравліка вивчає рідини та гази як робочі тіла технічних (гідравлічних систем)
У широкому сенсі рідини можна розділити на крапельні та газоподібні.
У великих кількостях краплинні рідини приймають форму посудини з утворенням поверхні розділу між рідиною і навколишнім середовищем.
Гази заповнюють посудину повністю без утворення поверхні розділу.
C молекулярно-кінетичних позицій про будову речовини відмінності крапельних рідин і газів визначається кількістю хімічних
або силових зв'язків молекул речовини.

Основні поняття
3 типа крапельних рідин:
Ідеальна рідина - абстрактна рідина, яка характеризується абсолютною текучістю, нестисливістю, в'язкість відсутня;
2. Реальні або в'язкі рідини (ньютоновські) – здатні змінювати свій об'єм під дією зовнішніх умов;
3. Реологічні (не ньютоновські) рідини – мають специфічні властивості, що змінюються при долученні напруження
Масові сили – пропорційні масі рідини і (якщо рідина однорідна) пропорційні її об'єму. До них відносять: силу тяжіння, силу інерції
Поверхневі сили – безперервно розподілені по поверхні рідини та пропорційні площі її поверхні. Викликані дією інших тіл, які контактують з тією рідиною.

Тепловий баланс
где:

Матеріальний баланс
где:
Принцип Ле Шательє
Якщо на систему, що знаходиться в стійкій рівновазі, впливати ззовні, змінюючи якусь з умов рівноваги (температура, тиск, електромагнітне поле), то в системі посилюються процеси, спрямовані на компенсацію зовнішнього впливу

барометр
манометри
Прилади для
вимірювання тиску

п’єзометр
вакуумметр

закон Паскаля: тиск, прикладений до зовнішньої поверхні рідини, передається всім точкам цієї рідини і по всіх напрямках однаково

где: dm- маса елементарного об'єму dV;
ρ - густина рідини, кг/м3
Основне рівняння гідростатики
Умова рівноваги циліндра:
Підставляємо :
або:
- основне рівняння гідростатики

Епюри гідростатичного тиску

Гідродинаміка
Режими руху рідин:
Усталений рух:
Не усталений рух:
< 2320 ≤ Re ≤ 10000 >
ламінарний
турбулентний
перехідний
w – швидкість рідини,
d – діаметр труби,
ρ - густина рідини,
μ - динамічна в'язкість рідини, ν - кінематична в'язкість рідини

ГІДРАВЛІЧНИЙ РАДІУС

Диференційні рівняння руху Ейлера

Диференційні рівняння руху ідеальної рідини в сталому режимі Ейлера

Рівняння Бернулі для ідеальної рідини

РІВНЯННЯ БЕРНУЛЛІ ДЛЯ ІДЕАЛЬНОЇ РІДИНИ
Для двох перерізів усталеного потоку ідеальної рідини:

РІВНЯННЯ БЕРНУЛЛІ ДЛЯ РЕАЛЬНОЇ РІДИНИ
Для горизонтального трубопроводу при сталому русі Z – const, тому може бути виключене, а рівняння приймає вигляд:
hп – втрата напору, м

Діаграма Бернуллі для реальної рідини
Гідравлічний напір для похилого трубопроводу

Витікання рідин
Витікання рідини через отвір в днищі судини при постійному рівні рідини
Весь статичний напір переходить у швидкісний
Об'єм ідеальної рідини, що витікає з судини за 1с:
Коефіцієнт стискання струменю:
f – площа перетину отвору
fc – площа перетину струменю
Коефіцієнт швидкості :
ξ – коефіцієнт опору

З урахуванням стискання струменю рідини витрату рідини при витіканні в днищі судини визначають за рівнянням:

Витікання рідини через боковий отвір судини при постійному рівні
f – площа перетину отвору, м2
Н – відстань від осі отвору до поверхні рідини в судині, м
Витікання при перемінному рівні рідини в судині

d – внутрішній діаметр трубопровода, м
h – динамічний напір стовба рідини, яка тече по трубопроводу, м
φ – коефіцієнт відношення середньої швидкості струменя рідини до максимальної (осевої).
Зазвичай φ= 0,50-0,82.
Трубка Піто-Прандтля
Трубками Піто-Прандтля вимірюють динамічний тиск при швидкості потоку < 5 м/с

У витратомірі Вентурі штучно створюється перепад тиску, вимірявши який можна розрахувати витрати рідини
Витратомір Вентурі

ВИТРАТОМІРНА ДІАФРАГМА