9728252568

AGH; WGGiOŚ; KGOOŚiG; Sedymentologia - materiały pomocnicze do wykładów; CZ. 1 Ruch płynów w transporcie hydraulicznym Wyróżnia się dwa rodzaje ruchu płynów:

1. ruch uwarstwiony (laminarny) - cząsteczki płynu można traktować w przybliżeniu jako poruszające się w nie mieszających się warstwach (linie prądu pokrywają się z torami cząstek płynu, tzw. ruch ustalony).

Ruch ustalony może być:

-jednostajny,

- niejednostajny.

R. jednostajny - jeżeli prędkości przepływu w różnych przekrojach są stale.

R. niejednostajny - jeżeli prędkości przepły wu w różnych przekrojach nie są stale.

2. ruch burzliwy (turbulentny, turbulencyjny) - po przekroczeniu pewnej prędkości granicznej (stałej w określonych warunkach) - cząstki płynu zaczynają poruszać się w sposób nieuporządkowany (chaotyczny) powodując mieszanie się warstw płynu (prędkość, przyspieszenie i kierunek poszczególnych cząstek są inne w różnych punktach przestrzeni płynu i zmieniają się w czasie, tzw. ruch nieustalony).

Turbulencja - bezładne poruszanie się cząstek płynu (nakładające się na główny kierunek przepływu), spowodowane rozpraszaniem wirów. Turbulencja (zawirowania) sprzyja erozji dennej oraz jeżeli składowa turbulencji skierowana pionowo ku górze jest większa od prędkości opadania ziaren powoduje unoszenie ziaren w zawiesinie.

Przejście ruchu laminamego w turbulentny zachodzi po przekroczeniu krytycznej wartości zwanej liczbą Reynoldsa (Re).

Liczba Re jest stały m, w określonych waninkach przepływu (temperatura / lepkość, typ ośrodka), bezwymiarowym parametrem. Liczba ta charakteryzuje związek między silami bezwładności płynu, a silami jego lepkości. Re zależy od temp / lepkości i charaktem ośrodka.

Jeżeli w przepływie dominują siły bezwładności liczba Re ma wy sokie wartości (powyżej 500 do 2000, natomiast gdy przeważają siły lepkości Re ma wartości niskie (poniżej 500).

Wartość liczby Re zależy od temperatury (ze względu na zmiany lepkości) oraz od charaktem dna i ścian ośrodka. Dla strumieni w naturalny ch korytach przejście od mchu laminarnego do mchu turbulentnego następuje (w zależności od warunków) przy wartościach liczby Re od 500 do 2000],

Stan (=ustrój) płynów w transporcie hydraulicznym

Wyróżnia się dwa rodzaje stanów płynów:

1.    stan spokojny (prąd spokojny)

2.    stan rwący (prąd rwący)

Stan prądu wyznacza bezwymiarowy parametr tzw. liczba Froude’a. będąca stosunkiem prędkości przepły wu płynu do prędkości rozchodzenia się fal grawitacyjnych na powierzchni tego płynu.

Przejście prądu spokojnego w rwący zachodzi po przekroczeniu wartości krytycznej liczby Freud’a. Liczba Fr jest stałym w określonych warunkach przepływu (m.in.: prędkość, głębokość), bezwymiarowym parametrem. Prąd spokojny (mch podkrytyczny) posiada wartości liczby Fr < 1, natomiast prąd rwący (ruch nad-krytyczny) Fr > 1.

W prądzie spokojnym przeważają siły grawitacji nad silami bezwładności płynu, natomiast w prądzie rwącym dominują siły bezwładności nad silami grawitacji.

Opr. Piotr Strzeboński; [e-mail]

-15-

Wer. 1.