ద్రవ చలనం యొక్క ప్రాథమిక కాన్సెప్ట్ - ఫ్లూయిడ్ డైనమిక్స్ యొక్క సూత్రాలు ఏమిటి

పరిచయం

మునుపటి అధ్యాయంలో, విశ్రాంతి సమయంలో ద్రవాలు ప్రయోగించే బలాల కోసం ఖచ్చితమైన గణిత పరిస్థితులను సులభంగా పొందవచ్చని చూపబడింది.ఎందుకంటే హైడ్రోస్టాటిక్‌లో సాధారణ పీడన శక్తులు మాత్రమే పాల్గొంటాయి.చలనంలో ఉన్న ద్రవాన్ని పరిగణించినప్పుడు, ఒకేసారి విశ్లేషణ సమస్య చాలా కష్టమవుతుంది.కణ వేగం యొక్క పరిమాణం మరియు దిశను పరిగణనలోకి తీసుకోవడమే కాకుండా, స్నిగ్ధత యొక్క సంక్లిష్ట ప్రభావం కూడా కదిలే ద్రవ కణాల మధ్య మరియు కలిగి ఉన్న సరిహద్దుల మధ్య కోత లేదా ఘర్షణ ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది.ద్రవ శరీరం యొక్క వివిధ మూలకాల మధ్య సాధ్యమయ్యే సాపేక్ష చలనం ప్రవాహ పరిస్థితుల ప్రకారం ఒత్తిడి మరియు కోత ఒత్తిడిని ఒక పాయింట్ నుండి మరొకదానికి గణనీయంగా మారుస్తుంది.ప్రవాహ దృగ్విషయంతో ముడిపడి ఉన్న సంక్లిష్టతల కారణంగా, ఖచ్చితమైన గణిత విశ్లేషణ కొన్నింటిలో మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది మరియు ఇంజినీరింగ్ దృక్కోణం నుండి, కొన్ని అసాధ్యమైన సందర్భాలు. అందువల్ల ప్రవాహ సమస్యలను ప్రయోగం ద్వారా లేదా తయారు చేయడం ద్వారా పరిష్కరించడం అవసరం. సైద్ధాంతిక పరిష్కారాన్ని పొందేందుకు సరిపోయే కొన్ని సరళీకృత ఊహలు.రెండు విధానాలు పరస్పర విరుద్ధమైనవి కావు, ఎందుకంటే మెకానిక్స్ యొక్క ప్రాథమిక చట్టాలు ఎల్లప్పుడూ చెల్లుబాటు అయ్యేవి మరియు అనేక ముఖ్యమైన సందర్భాలలో పాక్షికంగా సైద్ధాంతిక పద్ధతులను అవలంబించడానికి వీలు కల్పిస్తాయి.సరళీకృత విశ్లేషణ తర్వాత వాస్తవ పరిస్థితుల నుండి విచలనం యొక్క పరిధిని ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించడం కూడా చాలా ముఖ్యం.

అత్యంత సాధారణ సరళీకృత ఊహ ఏమిటంటే, ద్రవం ఆదర్శవంతమైనది లేదా పరిపూర్ణమైనది, తద్వారా సంక్లిష్టమైన జిగట ప్రభావాలను తొలగిస్తుంది.ఇది క్లాసికల్ హైడ్రోడైనమిక్స్ యొక్క ఆధారం, ఇది స్టోక్స్, రేలీ, రాంకైన్, కెల్విన్ మరియు లాంబ్ వంటి ప్రముఖ పండితుల నుండి దృష్టిని ఆకర్షించిన అనువర్తిత గణిత శాస్త్ర విభాగం.సాంప్రదాయిక సిద్ధాంతంలో తీవ్రమైన స్వాభావిక పరిమితులు ఉన్నాయి, కానీ నీరు సాపేక్షంగా తక్కువ స్నిగ్ధత కలిగి ఉన్నందున, ఇది చాలా సందర్భాలలో నిజమైన ద్రవంగా ప్రవర్తిస్తుంది.ఈ కారణంగా, క్లాసికల్ హైడ్రోడైనమిక్స్ ద్రవ చలనం యొక్క లక్షణాల అధ్యయనానికి అత్యంత విలువైన నేపథ్యంగా పరిగణించబడుతుంది.ప్రస్తుత అధ్యాయం ద్రవ చలనం యొక్క ప్రాథమిక డైనమిక్స్‌కు సంబంధించినది మరియు సివిల్ ఇంజనీరింగ్ హైడ్రాలిక్స్‌లో ఎదురయ్యే మరింత నిర్దిష్ట సమస్యలతో వ్యవహరించే తదుపరి అధ్యాయాలకు ప్రాథమిక పరిచయంగా పనిచేస్తుంది.ద్రవ చలనం యొక్క మూడు ముఖ్యమైన ప్రాథమిక సమీకరణాలు, అవి కొనసాగింపు, బెర్నౌలీ మరియు మొమెంటం సమీకరణాలు ఉత్పన్నం చేయబడ్డాయి మరియు వాటి ప్రాముఖ్యత వివరించబడింది.తరువాత, శాస్త్రీయ సిద్ధాంతం యొక్క పరిమితులు పరిగణించబడతాయి మరియు నిజమైన ద్రవం యొక్క ప్రవర్తన వర్ణించబడింది. ఒక అసంపూర్తి ద్రవం అంతటా భావించబడుతుంది.

ప్రవాహ రకాలు

వివిధ రకాలైన ద్రవ చలనాలను క్రింది విధంగా వర్గీకరించవచ్చు:

1.టర్బులెంట్ మరియు లామినార్

2. భ్రమణ మరియు అసహ్యకరమైన

3. స్థిరంగా మరియు అస్థిరంగా

4.యూనిఫాం మరియు నాన్-యూనిఫాం.

సబ్మెర్సిబుల్ మురుగు పంపు

MVS శ్రేణి అక్షసంబంధ-ప్రవాహ పంపులు AVS సిరీస్ మిశ్రమ-ప్రవాహ పంపులు (వర్టికల్ యాక్సియల్ ఫ్లో మరియు మిక్స్‌డ్ ఫ్లో సబ్‌మెర్సిబుల్ మురుగు పంపు) విదేశీ ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని స్వీకరించడం ద్వారా విజయవంతంగా రూపొందించబడిన ఆధునిక ఉత్పత్తి.కొత్త పంపుల సామర్థ్యం పాత వాటి కంటే 20% ఎక్కువ.సామర్థ్యం పాత వాటి కంటే 3~5% ఎక్కువ.

asd (1)

అల్లకల్లోలమైన మరియు లామినార్ ప్రవాహం.

ఈ నిబంధనలు ప్రవాహం యొక్క భౌతిక స్వభావాన్ని వివరిస్తాయి.

అల్లకల్లోలమైన ప్రవాహంలో, ద్రవ కణాల పురోగతి క్రమరహితంగా ఉంటుంది మరియు స్థానం యొక్క అకారణంగా పరస్పర మార్పిడి ఉంటుంది. వ్యక్తిగత కణాలు హెచ్చుతగ్గుల ట్రాన్స్‌కు లోబడి ఉంటాయి.పద్యాల వేగాలు తద్వారా చలనం రెక్టిలీనియర్‌గా కాకుండా ఎడ్డియింగ్ మరియు సైనస్‌గా ఉంటుంది.ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద రంగును ఇంజెక్ట్ చేస్తే, అది ప్రవాహ ప్రవాహం అంతటా వేగంగా వ్యాపిస్తుంది.పైపులో అల్లకల్లోలమైన ప్రవాహం విషయంలో, ఉదాహరణకు, ఒక విభాగం వద్ద వేగాన్ని తక్షణమే రికార్డింగ్ చేయడం మూర్తి 1(a)లో చూపిన విధంగా సుమారుగా పంపిణీని వెల్లడిస్తుంది.సాధారణ కొలిచే సాధనాల ద్వారా నమోదు చేయబడిన స్థిరమైన వేగం, చుక్కల ఆకృతిలో సూచించబడుతుంది మరియు కల్లోల ప్రవాహం అనేది తాత్కాలిక స్థిరమైన సగటుపై అస్థిరమైన హెచ్చుతగ్గుల వేగంతో వర్గీకరించబడుతుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

asd (2)

Fig.1(a) అల్లకల్లోల ప్రవాహం

asd (3)

Fig.1(b) లామినార్ ప్రవాహం

లామినార్ ప్రవాహంలో అన్ని ద్రవ కణాలు సమాంతర మార్గాల్లో కొనసాగుతాయి మరియు వేగం యొక్క విలోమ భాగం లేదు.క్రమబద్ధమైన పురోగతి అంటే ప్రతి కణం దాని ముందున్న కణం యొక్క మార్గాన్ని ఎటువంటి విచలనం లేకుండా ఖచ్చితంగా అనుసరిస్తుంది.అందువల్ల రంగు యొక్క సన్నని తంతు వ్యాప్తి లేకుండా అలాగే ఉంటుంది.అల్లకల్లోల ప్రవాహం కంటే లామినార్ ప్రవాహంలో (Fig.1b) చాలా ఎక్కువ విలోమ వేగం ప్రవణత ఉంది. ఉదాహరణకు, ఒక పైపు కోసం, సగటు వేగం V మరియు గరిష్ట వేగం V గరిష్ట నిష్పత్తి 0.5 మరియు 0 ,05 లామినార్ ప్రవాహంతో.

లామినార్ ప్రవాహం తక్కువ వేగాలు మరియు జిగట నిదానమైన ద్రవాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. పైప్‌లైన్ మరియు ఓపెన్-ఛానల్ హైడ్రాలిక్స్‌లో, కల్లోల ప్రవాహాన్ని నిర్ధారించడానికి వేగాలు దాదాపు ఎల్లప్పుడూ తగినంత ఎక్కువగా ఉంటాయి, అయినప్పటికీ ఒక సన్నని లామినార్ పొర ఘన సరిహద్దుకు సమీపంలో ఉంటుంది.లామినార్ ప్రవాహం యొక్క చట్టాలు పూర్తిగా అర్థం చేసుకోబడ్డాయి మరియు సాధారణ సరిహద్దు పరిస్థితుల కోసం వేగం పంపిణీని గణితశాస్త్రంలో విశ్లేషించవచ్చు.దాని క్రమరహిత పల్సేటింగ్ స్వభావం కారణంగా, అల్లకల్లోల ప్రవాహం కఠినమైన గణిత చికిత్సను ధిక్కరించింది మరియు ఆచరణాత్మక సమస్యల పరిష్కారం కోసం, అనుభావిక లేదా అర్ధానుభవ సంబంధాలపై ఎక్కువగా ఆధారపడటం అవసరం.

asd (4)

నిలువు టర్బైన్ ఫైర్ పంప్

మోడల్ సంఖ్య: XBC-VTP

XBC-VTP సిరీస్ నిలువు పొడవైన షాఫ్ట్ ఫైర్ ఫైటింగ్ పంపులు సింగిల్ స్టేజ్, మల్టీస్టేజ్ డిఫ్యూజర్స్ పంపుల శ్రేణి, తాజా నేషనల్ స్టాండర్డ్ GB6245-2006కి అనుగుణంగా తయారు చేయబడ్డాయి.మేము యునైటెడ్ స్టేట్స్ ఫైర్ ప్రొటెక్షన్ అసోసియేషన్ యొక్క ప్రమాణం యొక్క సూచనతో డిజైన్‌ను కూడా మెరుగుపరిచాము.ఇది ప్రధానంగా పెట్రోకెమికల్, సహజ వాయువు, పవర్ ప్లాంట్, కాటన్ టెక్స్‌టైల్, వార్ఫ్, ఏవియేషన్, వేర్‌హౌసింగ్, ఎత్తైన భవనం మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో అగ్నిమాపక నీటి సరఫరా కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.ఇది షిప్, సీ ట్యాంక్, ఫైర్ షిప్ మరియు ఇతర సరఫరా సందర్భాలలో కూడా వర్తిస్తుంది.

భ్రమణ మరియు అసంకల్పిత ప్రవాహం.

ప్రతి ద్రవ కణం దాని స్వంత ద్రవ్యరాశి కేంద్రం గురించి కోణీయ వేగాన్ని కలిగి ఉంటే ప్రవాహం భ్రమణంగా చెప్పబడుతుంది.

మూర్తి 2a సరళమైన సరిహద్దును దాటి అల్లకల్లోల ప్రవాహంతో అనుబంధించబడిన సాధారణ వేగం పంపిణీని చూపుతుంది.నాన్-యూనిఫాం వేగం పంపిణీ కారణంగా, దాని రెండు అక్షాలు మొదట లంబంగా ఉన్న ఒక కణం చిన్న స్థాయి భ్రమణంతో వైకల్యానికి గురవుతుంది. మూర్తి 2aలో, వృత్తాకారంలో ప్రవహిస్తుంది

మార్గం వర్ణించబడింది, వేగం వ్యాసార్థానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.కణం యొక్క రెండు అక్షాలు ఒకే దిశలో తిరుగుతాయి, తద్వారా ప్రవాహం మళ్లీ భ్రమణంగా ఉంటుంది.

asd (5)

Fig.2(a) భ్రమణ ప్రవాహం

ప్రవాహం అసంకల్పితంగా ఉండాలంటే, నేరుగా సరిహద్దుకు ప్రక్కనే ఉన్న వేగం పంపిణీ ఏకరీతిగా ఉండాలి (Fig.2b).వృత్తాకార మార్గంలో ప్రవహించే సందర్భంలో, వేగం వ్యాసార్థానికి విలోమానుపాతంలో ఉన్నట్లయితే మాత్రమే ప్రకోపణ ప్రవాహానికి సంబంధించినదని చూపబడవచ్చు.మూర్తి 3 వద్ద మొదటి చూపు నుండి, ఇది తప్పుగా కనిపిస్తుంది, కానీ నిశితంగా పరిశీలించినప్పుడు రెండు అక్షాలు వ్యతిరేక దిశలలో తిరుగుతాయని వెల్లడిస్తుంది, తద్వారా ప్రారంభ స్థితి నుండి మారని అక్షాల యొక్క సగటు ధోరణిని ఉత్పత్తి చేసే పరిహార ప్రభావం ఉంటుంది.

asd (6)

Fig.2(b) ఇరోటేషనల్ ఫ్లో

అన్ని ద్రవాలు స్నిగ్ధతను కలిగి ఉన్నందున, నిజమైన ద్రవం యొక్క తక్కువ ఎప్పుడూ నిజంగా చికాకు కలిగించదు మరియు లామినార్ ప్రవాహం చాలా భ్రమణంగా ఉంటుంది.అందువల్ల ఇరోటేషనల్ ఫ్లో అనేది ఒక ఊహాజనిత స్థితి, ఇది విద్యాపరమైన ఆసక్తిని కలిగి ఉంటుంది-అంతమాత్రాన అల్లకల్లోలమైన ప్రవాహం యొక్క అనేక సందర్భాల్లో భ్రమణ లక్షణాలు చాలా తక్కువగా ఉంటాయి కాబట్టి అవి నిర్లక్ష్యం చేయబడవచ్చు.ఇది సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ముందుగా సూచించిన క్లాసికల్ హైడ్రోడైనమిక్స్ యొక్క గణిత శాస్త్ర భావనల ద్వారా అసంకల్పిత ప్రవాహాన్ని విశ్లేషించడం సాధ్యమవుతుంది.

అపకేంద్ర సముద్ర నీటి గమ్యం పంపు

మోడల్ సంఖ్య: ASN ASNV

మోడల్ ASN మరియు ASNV పంపులు సింగిల్-స్టేజ్ డబుల్ సక్షన్ స్ప్లిట్ వాల్యూట్ కేసింగ్ సెంట్రిఫ్యూగల్ పంపులు మరియు నీటి పనులు, ఎయిర్ కండిషనింగ్ సర్క్యులేషన్, బిల్డింగ్, ఇరిగేషన్, డ్రైనేజ్ పంప్ స్టేషన్, ఎలక్ట్రిక్ పవర్ స్టేషన్, ఇండస్ట్రియల్ వాటర్ సప్లై సిస్టమ్, ఫైర్ ఫైటింగ్ కోసం ఉపయోగించే లేదా ద్రవ రవాణా. వ్యవస్థ, ఓడ, భవనం మరియు మొదలైనవి.

asd (7)

స్థిరమైన మరియు అస్థిరమైన ప్రవాహం.

సమయానికి సంబంధించి ఏ సమయంలోనైనా పరిస్థితులు స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు ప్రవాహం స్థిరంగా ఉంటుందని చెబుతారు.ఈ నిర్వచనం యొక్క ఖచ్చితమైన వ్యాఖ్యానం అల్లకల్లోల ప్రవాహం ఎప్పుడూ స్థిరంగా ఉండదు అనే నిర్ధారణకు దారి తీస్తుంది.అయితే, ప్రస్తుత ప్రయోజనం కోసం సాధారణ ద్రవ చలనాన్ని ప్రమాణంగా పరిగణించడం మరియు అల్లకల్లోలంతో సంబంధం ఉన్న అస్థిర హెచ్చుతగ్గులను ద్వితీయ ప్రభావంగా మాత్రమే పరిగణించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది.స్థిరమైన ప్రవాహానికి స్పష్టమైన ఉదాహరణ ఒక కండ్యూట్ లేదా ఓపెన్ ఛానెల్‌లో స్థిరమైన ఉత్సర్గ.

కాలానికి సంబంధించి పరిస్థితులు మారినప్పుడు ప్రవాహం అస్థిరంగా ఉంటుందని ఇది పరిణామంగా అనుసరిస్తుంది.అస్థిరమైన ప్రవాహానికి ఒక ఉదాహరణ ఒక వాహిక లేదా ఓపెన్ ఛానల్‌లో మారుతున్న ఉత్సర్గ;ఇది సాధారణంగా ఒక అస్థిరమైన దృగ్విషయం, ఇది స్థిరమైన ఉత్సర్గకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.ఇతర తెలిసిన

మరింత ఆవర్తన స్వభావం యొక్క ఉదాహరణలు తరంగ చలనం మరియు అలల ప్రవాహంలో పెద్ద నీటి శరీరాల చక్రీయ కదలిక.

హైడ్రాలిక్ ఇంజనీరింగ్‌లోని చాలా ఆచరణాత్మక సమస్యలు స్థిరమైన ప్రవాహానికి సంబంధించినవి.ఇది అదృష్టమే, ఎందుకంటే అస్థిర ప్రవాహంలో టైమ్ వేరియబుల్ విశ్లేషణను క్లిష్టతరం చేస్తుంది.దీని ప్రకారం, ఈ అధ్యాయంలో, అస్థిరమైన ప్రవాహం యొక్క పరిశీలన కొన్ని సాపేక్షంగా సాధారణ కేసులకు పరిమితం చేయబడుతుంది.ఏది ఏమైనప్పటికీ, సాపేక్ష చలన సూత్రం ద్వారా అస్థిర ప్రవాహం యొక్క అనేక సాధారణ సందర్భాలు స్థిరమైన స్థితికి తగ్గించబడవచ్చని గుర్తుంచుకోవడం ముఖ్యం.

ఆ విధంగా, స్టిల్ వాటర్ గుండా కదులుతున్న పాత్రకు సంబంధించిన సమస్య తిరిగి వ్రాయబడుతుంది, తద్వారా నౌక స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు నీరు కదలికలో ఉంటుంది;ద్రవ ప్రవర్తన యొక్క సారూప్యత యొక్క ఏకైక ప్రమాణం సాపేక్ష వేగం ఒకే విధంగా ఉండాలి.మళ్ళీ, లోతైన నీటిలో తరంగ కదలికను తగ్గించవచ్చు

ఒక పరిశీలకుడు అదే వేగంతో తరంగాలతో ప్రయాణిస్తున్నాడని ఊహిస్తూ స్థిరమైన స్థితి.

asd (8)

నిలువు టర్బైన్ పంప్

డీజిల్ ఇంజిన్ వర్టికల్ టర్బైన్ మల్టీస్టేజ్ సెంట్రిఫ్యూగల్ ఇన్‌లైన్ షాఫ్ట్ వాటర్ డ్రైనేజ్ పంప్ ఈ రకమైన నిలువు డ్రైనేజ్ పంప్ ప్రధానంగా 150 mg/L కంటెంట్ కంటే తక్కువ తుప్పు, 60 °C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత, సస్పెండ్ చేయబడిన ఘనపదార్థాలు (ఫైబర్, గ్రిట్‌లతో సహా) పంపింగ్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. మురుగు లేదా వ్యర్థ నీరు.VTP రకం నిలువు పారుదల పంపు VTP రకం నిలువు నీటి పంపులలో ఉంది, మరియు పెరుగుదల మరియు కాలర్ ఆధారంగా, ట్యూబ్ ఆయిల్ సరళత నీటిని సెట్ చేయండి.60 °C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పొగ, ఒక నిర్దిష్ట ఘన ధాన్యం (స్క్రాప్ ఇనుము మరియు జరిమానా ఇసుక, బొగ్గు, మొదలైనవి) మురుగు లేదా వ్యర్థ నీటి కలిగి పంపవచ్చు.

ఏకరీతి మరియు ఏకరీతి కాని ప్రవాహం.

ప్రవాహ మార్గంలో ఒక బిందువు నుండి మరొక బిందువుకు వేగం వెక్టార్ యొక్క పరిమాణం మరియు దిశలో వైవిధ్యం లేనప్పుడు ప్రవాహం ఏకరీతిగా ఉంటుంది.ఈ నిర్వచనానికి అనుగుణంగా, ప్రతి క్రాస్-ఎక్షన్ వద్ద ప్రవాహ ప్రాంతం మరియు వేగం రెండూ ఒకేలా ఉండాలి.వెలాసిటీ వెక్టార్ స్థానంతో మారుతున్నప్పుడు ఏకరీతి కాని ప్రవాహం సంభవిస్తుంది, ఒక విలక్షణమైన ఉదాహరణ సరిహద్దుల మధ్య ప్రవాహం లేదా మళ్లించడం.

ఈ రెండు ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహ పరిస్థితులు ఓపెన్-ఛానల్ హైడ్రాలిక్స్‌లో సాధారణం, అయితే ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, ఏకరీతి ప్రవాహం ఎల్లప్పుడూ లక్షణరహితంగా ఉంటుంది కాబట్టి, ఇది ఒక ఆదర్శ స్థితి, ఇది దాదాపుగా అంచనా వేయబడుతుంది మరియు వాస్తవంగా ఎన్నటికీ చేరుకోలేదు.పరిస్థితులు సమయం కంటే స్థలానికి సంబంధించినవని గమనించాలి మరియు అందువల్ల పరివేష్టిత ప్రవాహం (ఉదా. ఒత్తిడిలో పైపులు), అవి ప్రవాహం యొక్క స్థిరమైన లేదా అస్థిర స్వభావంతో పూర్తిగా స్వతంత్రంగా ఉంటాయి.


పోస్ట్ సమయం: మార్చి-29-2024