Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ПОТОКА ГИДРОСМЕСИ

Распределение скоростей по живому сечению потока гидросмеси играет существенную роль в теории гидротранспорта. Все задачи, связанные с транспортирующей способностью потока гидросмеси, и вообще все вопросы взвешивания наносов могут рассматриваться только совместно с вопросом о распределении скоростей по сечению потока.


В практических расчетах гидротранспорта необходимо знать, какое количество твердого материала способен нести данный поток и какое количество энергии для этого необходимо Распределение скоростей по сечению потока гидросмеси обусловливается в основном характером распределения твердых частиц в потоке. Действительно, крупность твердых частиц, их плотность и форма — все это отражается на кривой распределения консистенции гидросмеси по сечению потока. Поэтому целесообразно распределение скоростей по сечению потока гидросмеси характеризовать одним параметром — кривой распределения консистенции.

Между кривыми распределения скоростей и консистенции гидросмеси существует зависимость. При увеличении консистенции гидросмеси, особенно когда поток насыщен крупными тяжелыми частицами, последние стремятся двигаться у дна потока, обусловливая большее сопротивление движению нижних слоев жидкости. Следовательно, в нижних слоях движение затормаживается, и придонные скорости уменьшаются. Это затормаживание движения распространяется и на вышележащие слои до некоторой «отметки», на которой скорости имеют максимальное значение. В напорных потоках эта линия наибольших скоростей, называемая иногда кинематической осью потока, никогда не опускается ниже геометрической оси потока (рис. 100). Для потоков однородной жидкости (рис. 101) геометрическая ось (ось трубы) и кинематическая ось потока совпадают.

В потоках, несущих мелкие взвеси при малой насыщенности, основную роль в процессе взвешивания играет характер и интенсивность турбулентного перемешивания, а в потоках большой консистенции в некоторой области величин средней скорости значительную роль играет характер распределения по вертикали осредненной по времени локальной скорости.

На рис. 102 изображена эпюра распределения скоростей, построенная совместно с соответствующей ей кривой распределения консистенции по опытным данным, а на рис. 103 показано распределение скоростей при гидротранспорте в виде изотах.

Упрощенной и в настоящее время наиболее широко применяемой формулой для определения распределения скоростей, полученной на основе теории Прандтля—Кармана,- является следующая:


Характеристики турбулентности не остаются постоянными при изменении условий движения жидкости. Особенно параметр В зависит от параметра Кармана х. Опытами доказано, что х зависит от шероховатости, скорости и даже поперечных размеров потока1. Ф. А. Шевелев опытным путем получил следующую зависимость х от диаметра трубы:


Влияние наносных и гидравлических характеристик потока на величину х А. А. Эйнштейн выразил следующим образом:


Как видно из формул, значение х над потолком взвешивания больше, чем в нижних слоях потока, насыщенных твердыми частицами.

Гидромеханизация. Учебное пособие для вузов. А. П. Юфин. Изд. 2-е, перераб и доп М., Стройиздат, 1974, 223 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики