ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Абсолютный покой – состояние, при котором жидкость неподвижна относительно стенок сосуда, покоящегося относительно Земли.

Автомодельный режим движения – зона, в которой коэффициент λ практически перестает зависеть от критерия Рейнольдса и определяется лишь шероховатостью стенок труб.

Внутренняя задача гидродинамики – анализ движения жидкости внутри труб и каналов.

Вязкий подслой – область в турбулентном потоке жидкости, где изменение средней скорости определяется значением кинематической вязкости и практически линейно, как и в ламинарном потоке.

Вязкость – свойство жидкости сопротивляться сдвигающим усилиям; молекулярный механизм переноса импульса.

Вязкость динамическая – характеризует сопротивление жидкости смещению ее слоев и является одним из основных физических свойств жидкости.

Вязкость кинематическая – отношение динамической вязкости к плотности жидкости.

Вязкость турбулентная– вязкость, которая в отличие от молекулярной зависит от всех параметров, характеризующих турбулентность, в том числе и от осредненной скорости.

Гидравлическое моделирование аппарата – заключается в изучении движения потоков на «холодных» моделях (то есть в отсутствие тепло- и массопереноса), имеющих основные размеры моделируемых аппаратов, но изготовленных из более дешевых материалов. Как правило, эксперименты на таких моделях осуществляют не при рабочих, а при более низких температурах, и не с рабочими, а с более удобными для испытаний веществами (воздух, вода и другие) Применяется для выбора модели аппарата и определения ее параметров (n, Pe_Э).

Гидродинамический напор – сумма статического, динамического напоров, нивелирной высоты и потерянного напора; полная удельная энергия жидкости, выраженная в метрах столба перемещаемой среды.

Гидростатика– раздел гидравлики, рассматривающий законы равновесия жидкостей в состоянии покоя.

Гидростатический (пьезометрический) напор –энергия, приходящаяся на единицу веса жидкости; характеризует удельную потенциальную энергию давления.

Гладкое течение – зона, в которой коэффициент λ зависит лишь от критерия Рейнольдса; вязкий подслой перекрывает выступы шероховатости.

Давление – свойство жидкости, возникающее под действием поверхностных и массовых сил.

Диффузионная модель – основой ее является модель идеального вытеснения, осложненная обратным перемешиванием, наличие которого описывается формальным законом диффузии.

Живое сечение потока – поверхность, проведенная в потоке нормально к направлению движения элементарных струек.

Жидкость – все вещества, обладающие текучестью при приложении к ним самых незначительных сил сдвига.

Законы равновесия – определяют условия, при которых перенос любой субстанции прекращается.

Зона стабилизации – зона, в которой ламинарный режим течения наступает не сразу при входе жидкости в трубу, а на расстоянии Lст от входного сечения.

Идеальная жидкость – жидкость, которая абсолютно несжимаема под действием давления, не изменяет плотности при изменении температуры и не обладает вязкостью.

Избыточное давление – разность между абсолютным давлением и атмосферным.

Изотропная среда – среда, в которой физические свойства в любом направлении проявляются количественно одинаково.

Коэффициент гидравлических сопротивлений – показывает, какую часть от скоростного напора, подсчитанного по средней скорости потока, составляют потери на трение для участка трубы длиной l.

Коэффициент продольной диффузии D_L – характеризует перемешивание потока в направлении его движения и учитывает молекулярную и турбулентную диффузию, а также неравномерность поля скоростей.

Кривые отклика –график изменения концентрации трассера (индикатора) во времени на выходе из аппарата.

Ламинарный режим – режим, при котором все частицы жидкости перемещаются по параллельным траекториям в направлении движения потока.

Массовые силы – силы, действующие по всему объёму жидкости и приложенные к каждой её частице (силы тяжести и инерции и другие).

Масштаб турбулентности – глубина проникновения вихрей до разрушения (то есть пространственное протяжение элементов турбулентности), которая зависит от степени развития турбулентности в потоке или ее масштаба.

Местные сопротивления – элементы (участки каналов), в которых имеет место резкое или постепенное изменение размеров и конфигурации канала или его направления, вызывающие изменение скорости потока по величине, направлению или по величине и направлению одновременно.

Модель идеального вытеснения (МИВ) – аппарат, в котором частицы потока движутся параллельно друг другу с одинаковой скоростью, поперечное и продольное перемешивание частиц отсутствует.

Модель идеального смешения (МИС) – аппарат, который предполагает постоянство состава (параметра) жидкости во всех точках его рабочего объема; следовательно, такой же состав (параметр) будет иметь жидкость и на выходе из аппарата.

Объемный расход – объём жидкости, протекающий через какое-либо сечение потока в единицу времени.

Относительный покой – состояние, при котором жидкость покоится относительно стенок сосуда, движущегося с постоянным ускорением относительно Земли.

Параметр диффузионной модели – критерий Пекле – безразмерный комплекс величин, выражаемый соотношением:

,

где D_L –коэффициент продольной диффузии,

L – длина или высота аппарата.

Параметр ячеечной модели – число n таких ячеек, на которые нужно мысленно разбить аппарат, чтобы получить реально достигаемую в нем степень перемешивания потока.

Плотность– масса вещества, содержащаяся в 1 м³ его объема.

Поверхностные силы – силы, действующие на поверхность жидкости и пропорциональные ей (силы вязкости и давления и другие).

Поверхность уровня – поверхность в объёме жидкости, во всех точках которой одинаковое давление.

Пограничный слой – пристеночная область, в которой происходит переход турбулентного движения в ламинарное.

Полная удельная энергия – сумма удельной потенциальной энергии положения и давления и удельной кинетической энергии.

«Потерянный» напор – часть энергии потока (потенциальной), которая затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений, превращаясь при этом в тепло, которое идет на нагревание потока и теряется в окружающей среде.

Пьезометрическая высота – высота столба жидкости, уравновешивающего гидростатическое давление в рассматриваемом живом сечении потока.

Пьезометрический напор (напор давления) – характеризует удельную потенциальную энергию давления, выраженную в метрах столба жидкости.

Равновесие– такое состояние системы, при котором перенос субстанции отсутствует.

Свободная поверхность – поверхность раздела жидкости и внешней газообразной среды.

Скоростной (динамический) напор – характеризует удельную кинетическую энергию, выражается в метрах столба движущейся жидкости.

Смоченный периметр – часть периметра поперечного сечения потока, по которому он соприкасается с ограничивающими его поверхностями.

Среднее время пребывания частиц в аппарате определяется простым соотношением:

,

где V_а – объем рабочей зоны аппарата;

Q – объемный расход потока.

Средняя скорость движения жидкости – скорость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через рассматриваемое плоское сечение, чтобы расход всего потока был равен расходу, соответствующему действительным скоростям этих частиц.

Турбулентный режим – неупорядоченное движение, при котором отдельные частицы жидкости движутся по замкнутым хаотическим траекториям, в то время как вся масса жидкости перемещается в одном направлении.

Центр давления – точка приложения равнодействующей сил давления на стенку.

Эквивалентный диаметр – для любого сечения вычисляется по формуле:

d = 4F/П,

где F – площадь живого сечения, м²;

П – смоченный периметр, м.

Ячеечная модель потока – аппарат, состоящий из ряда последовательно соединенных по ходу потока одинаковых ячеек, в каждой из которых поток идеально перемешан.