Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница
О системе
Технические требования
Синтез
Обучающий модуль
Справка по системе
Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов
Течение Куэтта
Течение в плоском слое между твердыми границами, которые движутся в разные стороны с одинаковыми скоростями

Описание

Течение Куэтта – течение, возникающее в плоском слое между твердыми границами, которые движутся "в себе" в разные стороны с одинаковыми скоростями.
Пусть одна из пластин неподвижна, а вторая движется со скоростью U; жидкость между двумя пластинами при этом приходит в движение (рис.1).
Течение между неподвижной и движущейся платинами (течение Куэтта)
Рис.1.
Такое движение называется течением Куэтта. Определим распределение жидкости. Движение такой жидкости описывается уравнением:
 
с граничными условиями:
 
Интегрирование этих уравнений дает значения скорости:
 
В частности, для нулевого перепада давления получается линейное распределение скоростей:
 
Течение с таким распределением скоростей часто назывют простым течением Куэтта или течением чистого сдвига. При наличии перепада давлений происходит наложение простого течения Куэтта и течения в канале. Форма кривой распределения скоростей при течении Куэтта определяется безразмерным градиентом давления:
 
Для p>0, то есть при падении давления в направлении движения верхней стенки, скорость положительна по всей ширине канала. При p<0 в некоторой части поперечного сечения возможны отрицательные скорости, то есть возможно возвратное течение (рис.1).
 

 

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Используется в научно-технических эффектах

Водяное колесо (Водяное колесо)

 

Используется в областях техники и экономики

1Водный транспорт
1Осушительные системы
1Оросительные системы
1Обводнение и водоснабжение
1Водохозяйственное строительство. Гидротехнические и гидромелиоративные сооружения
1Судостроение
1Гидроэнергетика

 

Используются в научно-технических эффектах совместно с данным эффектом естественнонаучные эффекты

1Пульсации скорости в турбулентном потоке (Пульсации скорости в турбулентном потоке)
1Вихревое движение (Вихрь)
1Кинематическая характеристика течения жидкости или газа, служащая мерой завихренности течения (Циркуляция скорости)
1Течение в плоском слое между твердыми границами, которые движутся в разные стороны с одинаковыми скоростями (Течение Куэтта)
1Отрыв пограничного слоя от поверхности (Отрыв пограничного слоя от поверхности)
1Ламинарное течение в пограничном слое (Ламинарное течение в пограничном слое)
1Резкое изменение давления в жидкости (Гидравлический удар)
1Стационарное течение идеальной жидкости в однородном поле тяжести (Закон Бернулли)
1Сохранение энергии движущейся жидкости (Уравнение Бернулли)
1Равномерная передача давления в жидкости или газе во всех направлениях (Паскаля закон)

 

Применение эффекта

Течение Куэтта используют для определения вязкости некоторых жидкостей. Для этого реализуется схема, приведенная на рис.1.
Сдвиговое течение жидкости (течение Куэтта)
Рис. 1
Слоя жидкости высотой h, заключенного между двумя твердыми пластинками, на которых нижняя (А) неподвижна, а верхняя под действием тангенциальной силы F движется с постоянной скоростью v0; v(z) - зависимость скорости слоя от расстояния z до неподвижной пластинки.
При этом вязкость определяется исходя из формулы Ньютона:
 

Реализации эффекта

Течение Куэтта реалиуется при движении жидкости между плоскими параллельными пластинами, когда одна из них неподвижна, а вторая- движется с постоянной скоростью V (рис.1.). Задача о нахождении распределения скоростей между пластинами поддается аналитическому решению, и получается распределение скоростей при различном перепаде давлений: от нулевого перепада давлений (линейное распределение скоростей - простое течение Куэтта (рис.1а)) и при наличии перепада давлений (рис.1б). Здесь происходит наложение простого течения Куэтта и течения в канале.
Течение Куэтта в случае: а - отсутствия перепада давления, б - с перепадом давления
Рис.1.
 

Литература

1. Г.Шлихтинг, Теория пограничного слоя, пер. с нем., М.: Наука, 1969, 700 с.

2. Л.Г.Лойцянский, Механика жидкостей и газов (учебное пособие), М.: Наука, 905 с.

3. О.С.Сергеев, Прикладная гидрогазодинамика (учебник), М.: Машиностроение, 1981.

4. Ю.Л.Гурьев, Н.А.Ярышев, Гидродинамика. Лабораторный практикум (учебное пособие), ИТМО, 1981.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина