Основные характеристики потока

Расход жидкости и скорость движения

Перемещение жидкостей по трубопроводам, каналам, аппаратам происходит вследствие перепада давления, создаваемого разностью уровней жидкости или работой специальных машин - насосов. Объем жидкости, протекающей через какое-либо сечение потока в единицу времени, называют объемным расходом жидкости Q. Как было показано выше, вследствие влияния сил вязкости (трения) в разных точках поперечного сечения потока скорость частиц жидкости неодинакова: по оси потока она максимальна, а у стенки трубопровода равна нулю. Поскольку установить распределение скоростей по поперечному сечению потока часто затруднительно, в инженерных расчетах обычно используют так называемую среднюю скорость; при этом допускают, что все частицы потока движутся с одинаковой скоростью. Такая условная скорость w определяется отношением объемного расхода жидкости Q к площади сечения потока S:

Тогда объемный расход жидкости Q (м³/c, м³/ч) и ее массовый расход М (кг/с, кг/ч) определяются соответственно уравнениями:

Эти уравнения называют уравнениями расхода и широко используют в расчетах трубопроводов и химических аппаратов.

Виды движения

В зависимости от изменения параметров процессы подразделяют на стационарные (установившиеся) и нестационарные (неустановившиеся). При установившемся движении жидкости , скорость не зависит от времени, и течение в любом месте потока остается неизменным, т.е. скорость является функцией только пространственной системы координат w=f(x,y,z). При неустановившемся движении , и скорость изменяется не только в пространстве, но и во времени. В этом случае w=f(x,y,z,t). В качестве примера неустановившегося движения можно привести истечение жидкости из отверстия в сосуде: без подачи в сосуд жидкости уровень в нем понижается, при этом скорость истечения жидкости уменьшается во времени.