Mechanika płynów w inżynierii środowiska

Zdzisław Orzechowski, Jerzy Prywer, Roman Zarzycki

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-19848-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

625

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Orzechowski, Zdzisław; Prywer, Jerzy; Zarzycki, Roman. Mechanika płynów w inżynierii środowiska. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018, 625 s. ISBN 978-83-01-19848-0

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Orzechowski, Z.

A1 Prywer, J.

A1 Zarzycki, R.

T1 Mechanika płynów w inżynierii środowiska

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2018

SN 978-83-01-19848-0

Bibliografia BibTex:

@Book{ 202489, author = "Orzechowski, Zdzisław and Prywer, Jerzy and Zarzycki, Roman", editor = "", title = "Mechanika płynów w inżynierii środowiska", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2018", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-19848-0" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Orzechowski, Zdzisław

AU - Prywer, Jerzy

AU - Zarzycki, Roman

ED -

TI - Mechanika płynów w inżynierii środowiska

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2018

SN - 978-83-01-19848-0

ER -

Netografia (standard APA):

Orzechowski, Zdzisław; Prywer, Jerzy; Zarzycki, Roman. Mechanika płynów w inżynierii środowiska [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018 [dostęp: 22 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/mechanika-plynow-w-inzynierii-srodowiska-zdzislaw-orzechowski-jerzy-202489.

ochrona środowiska, mechanika płynów

Publikacja Wydawnictwa WNT, dodruk Wydawnictwo Naukowe PWN. Materiał zawarty w ninejszym podręczniku podzielono na dwie części. W części I omówiono przepływy jednofazowe, a w części II mechanikę płynów dla przepływów dwufazowych.

Autorami p...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-19848-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

625

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

PRZEDMOWA14
WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ18
Część I MECHANIKA PRZEPŁYWÓW JEDNOFAZOWYCH26
1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE27
1.1. PRZEDMIOT MECHANIKI PRZEPŁYWÓW JEDNOFAZOWYCH27
1.2. PŁYN JAKO OŚRODEK CIĄGŁY29
1.3. SIŁY DZIAŁAJĄCE W PŁYNACH30
1.4. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE PŁYNÓW32
1.4.1. Temperatura32
1.4.2. Ciśnienie33
1.4.3. Gęstość33
1.4.4. Zależność między podstawowymi parametrami płynu34
1.4.5. Płyny newtonowskie i płyny nienewtonowskie36
1.4.6. Właściwości dyssypatywne płynów39
1.4.7. Napięcie powierzchniowe43
1.4.8. Włoskowatość45
1.4.9. Ciśnienie wrzenia47
1.5. PODSTAWOWE PRAWA GAZÓW48
1.5.1. Gazy doskonałe48
1.5.2. Gazy rzeczywiste51
1.6. RODZAJE METOD BADAWCZYCH53
1.7. PRZYKŁADY55
2. STATYKA PŁYNÓW59
2.1. RÓWNANIE RÓWNOWAGI PŁYNU59
2.2. RÓWNOWAGA BEZWZGLĘDNA PŁYNU62
2.2.1. Równowaga w potencjalnym polu sił masowych62
2.2.2. Równowaga podczas braku sił masowych63
2.2.3. Równowaga w polu sił ciężkości64
2.2.4. Naczynia połączone66
2.2.5. Zasada ciągu kominowego69
2.2.6. Równowaga atmosfery ziemskiej71
2.3. PARCIE CIECZY NA POWIERZCHNIE ŚCIAN73
2.3.1. Powierzchnie płaskie73
2.3.2. Powierzchnie zakrzywione78
2.4. PARCIE PŁYNU NA CIAŁA ZANURZONE81
2.4.1. Wypór hydrostatyczny81
2.4.2. Pływanie ciał82
2.5. RÓWNOWAGA WZGLĘDNA CIECZY84
2.5.1. Ruch postępowy85
2.5.2. Ruch obrotowy86
2.5.3. Kształt swobodnej powierzchni cieczy87
2.6. PRZYKŁADY88
3. KINEMATYKA PŁYNÓW100
3.1. METODY ANALIZY RUCHU PŁYNÓW100
3.1.1. Metoda Lagrange’a100
3.1.2. Metoda Eulera101
3.2. POCHODNA SUBSTANCJALNA102
3.3. POLA FIZYCZNE103
3.4. LINIE PRĄDU106
3.5. RÓWNANIE CIĄGŁOŚCI PRZEPŁYWU108
3.6. PRĘDKOŚCI ODKSZTAŁCENIA I PRĘDKOŚCI OBROTU ELEMENTU PŁYNU112
3.7. PRZYKŁADY115
4. DYNAMIKA PŁYNÓW DOSKONAŁYCH 120
4.1. RÓWNANIE RUCHU PŁYNU DOSKONAŁEGO120
4.2. DYNAMICZNE DZIAŁANIE PŁYNU121
4.2.1. Strumień pędu i reakcja płynu121
4.2.2. Reakcja płynu w przepływie wewnętrznym125
4.3. RÓWNANIE BERNOULLIEGO126
4.3.1. Całka równania Eulera126
4.3.2. Różne formy równania Bernoulliego128
4.3.3. Zastosowanie równania Bernoulliego do pomiarów prędkości130
4.4. PŁASKIE PRZEPŁYWY PŁYNÓW DOSKONAŁYCH132
4.5. PRZYKŁADY136
5. DYNAMIKA PŁYNÓW RZECZYWISTYCH 142
5.1. RÓWNANIE NAVIERA-STOKESA142
5.2. RÓWNANIA RUCHU I CIĄGŁOŚCI W RÓŻNYCH UKŁADACH WSPÓŁRZĘDNYCH144
5.3. PODOBIEŃSTWO ZJAWISK PRZEPŁYWOWYCH146
5.4. PRZEPŁYWY LAMINARNE152
5.4.1. Istota przepływu laminarnego152
5.4.2. Przepływ laminarny w przewodzie płaskim153
5.4.3. Przepływ laminarny w przewodzie o przekroju kołowym156
5.4.4. Spływ cieczy po ściance pionowej158
5.4.5. Krytyczna liczba Reynoldsa160
5.5. PRZEPŁYWY TURBULENTNE161
5.5.1. Istota przepływu turbulentnego161
5.5.2. Rozkład prędkości163
5.5.3. Turbulentna struga swobodna165
5.6. WARSTWA PRZYŚCIENNA168
5.6.1. Informacje ogólne168
5.6.2. Laminarna i turbulentna warstwa przyścienna171
5.6.3. Oderwanie warstwy przyściennej175
5.7. PRZYKŁADY179
6. RÓŻNICZKOWE RÓWNANIA BILANSOWE DLA PŁYNÓW WIELOSKŁADNIKOWYCH 186
6.1. RÓWNANIE BILANSU MASY186
6.1.1. Sposób wyrażania składu chemicznego186
6.1.2. Prędkości przepływu płynu wieloskładnikowego188
6.1.3. Gęstość strumienia masowego i gęstość strumienia dyfuzji189
6.1.4. Szybkość reakcji chemicznej190
6.1.5. Równania bilansu ilości substancji. Równanie Naviera-Stokesa dla płynu wieloskładnikowego191
6.2. BILANS ENERGII I GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPŁA193
6.3. PRZYKŁADY194
7. PRZEPŁYWY W PRZEWODACH ZAMKNIĘTYCH 197
7.1. OPORY PRZEPŁYWU197
7.1.1. Straty ciśnienia wskutek tarcia198
7.1.2. Straty ciśnienia wskutek oporów miejscowych203
7.2. PRZEPŁYWY W PRZEWODACH DŁUGICH205
7.2.1. Przewód pojedynczy o stałej i zmiennej średnicy205
7.2.2. Układy przewodów208
7.3. PRZEPŁYWY W PRZEWODACH WENTYLACYJNYCH212
7.2.3. Wybór średnicy przewodu212
7.3.1. Wprowadzenie212
7.3.2. Przewody rozdzielcze214
7.4. NAWIEW I WYWIEW POWIETRZA226
7.4.1. Otwory nawiewne226
7.4.2. Otwory wywiewne (ssawne)228
7.5. PRZEPŁYWY PRZY ZNACZNEJ ZMIANIE PRZEKROJU STRUGI231
7.5.1. Ustalony wypływ cieczy ze zbiornika231
7.5.2. Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika234
7.5.3. Zwężki pomiarowe238
7.5.4. Przepływ przez przewody o nagłej zmianie przekroju241
7.5.5. Przystawki245
7.6. PRZEWODY ZBIEŻNE I ROZBIEŻNE247
7.7. NIEUSTALONY PRZEPŁYW WODY W PRZEWODZIE (UDERZENIE HYDRAULICZNE)251
7.8. PRZYKŁADY258
8. PRZEPŁYWY W KANAŁACH OTWARTYCH 267
8.1. INFORMACJE OGÓLNE267
8.2. RUCH JEDNOSTAJNY268
8.3. RUCH SPOKOJNY I RWĄCY273
8.4. PRZELEWY277
8.5. PRZYKŁADY286
9. OPŁYW CIAŁ 293
9.1. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA OPŁYWANE CIAŁO293
9.2. ROTAMETRY298
9.3. OPÓR TARCIA I OPÓR CIŚNIENIA300
9.4. OPŁYW BUDYNKÓW305
9.5. PRZYKŁADY308
10. ZARYS DYNAMIKI GAZÓW ŚCIŚLIWYCH 310
10.1. PRĘDKOŚĆ DŹWIĘKU310
10.2. PRZEPŁYW GAZU ŚCIŚLIWEGO312
10.3. FALE ROZRZEDZENIOWE I ZGĘSZCZENIOWE315
10.4. DYSZE POD- I NADDŹWIĘKOWE317
10.5. PRZYKŁADY319
11. CZAS PRZEBYWANIA PŁYNU W ZBIORNIKU 322
11.1. WPROWADZENIE322
11.2. MODELE PRZEPŁYWU IDEALNEGO. PRZEPŁYWY RZECZYWISTE323
11.3. FUNKCJE ROZKŁADU CZASU PRZEBYWANIA PŁYNU W ZBIORNIKU324
11.4. METODY ZNACZNIKOWE W BADANIACH CZASU PRZEBYWANIA326
11.5. KRZYWE ROZKŁADÓW CZASU PRZEBYWANIA DLA PRZEPŁYWÓW IDEALNYCH328
11.6. MODELE PRZEPŁYWÓW W ZBIORNIKACH RZECZYWISTYCH331
11.7. METODA MOMENTÓW334
11.8. SEGREGACJA PŁYNU335
11.9. PRZYKŁADY336
12. WYBRANE ZAGADNIENIA MASZYN PRZEPŁYWOWYCH 341
12.1. UWAGI WSTĘPNE341
12.2. REAKCJA PŁYNU W PRZEPŁYWIE ZEWNĘTRZNYM342
12.2.1. Reakcja strugi swobodnej na powierzchnie płaskie i zakrzywione342
12.2.2. Reakcja płynu wypływającego ze zbiornika347
12.3. RÓWNANIE ZACHOWANIA KRĘTU348
12.3.1. Podstawowe równanie maszyn przepływowych348
12.3.2. Równanie wiru swobodnego350
12.4. WARUNKI DZIAŁANIA POMP WIRNIKOWYCH351
12.4.1. Współdziałanie pompy z przewodem351
12.4.2. Wysokość ssania pompy. Kawitacja352
12.4.3. Moc pompy355
12.5. STRUMIENICE356
12.5.1. Zagadnienia ogólne356
12.5.2. Istota działania strumienicy357
12.5.3. Obliczenia strumienicy360
12.6. PRZYKŁADY363
13. PRZEPŁYWY Z WYMIANĄ CIEPŁA 370
13.1. WIADOMOŚCI OGÓLNE370
13.2. SWOBODNA KONWEKCJA CIEPŁA374
13.3. WYMUSZONA KONWEKCJA CIEPŁA379
13.4. WYMIANA CIEPŁA PODCZAS POPRZECZNEGO OPŁYWU WALCA382
13.5. WYMIENNIKI CIEPŁA383
13.6. WNIKANIE CIEPŁA I MASY386
13.7. PRZYKŁADY387
Część II MECHANIKA PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH392
14. PODSTAWOWE PROBLEMY PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH 393
14.1. ISTOTA PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH393
14.2. ZNACZENIE PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH W INŻYNIERII I OCHRONIE ŚRODOWISKA394
14.3. PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI FAZY ROZPROSZONEJ396
14.3.1. Różne formy występowania fazy rozproszonej396
14.3.2. Kształt cząstek398
14.3.3. Rozmiary elementów fazy rozproszonej400
14.3.4. Powierzchnia międzyfazowa406
14.3.5. Udziały fazy rozproszonej i ciągłej408
14.3.6. Gęstość410
14.3.7. Lepkość410
14.4. STRUKTURA PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH412
14.4.1. Istota struktury przepływu412
14.4.2. Przewód pionowy413
14.4.3. Przewód poziomy416
15. MODELE PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH 419
15.1. PARAMETRY PRZEPŁYWU DWUFAZOWEGO419
15.2. JEDNOWYMIAROWY PRZEPŁYW WSPÓŁPRĄDOWY424
15.2.1. Przepływy bezpoślizgowe424
15.2.2. Przepływy z częściowym rozdzieleniem faz428
15.2.3. Przepływy z całkowitym rozdzieleniem faz431
15.2.4. Przepływy z unoszeniem fazy rozproszonej432
15.3. PRZYKŁADY434
16. RUCH ROZPROSZONEJ FAZY STAŁEJ 439
16.1. OPADANIE SWOBODNE CZĄSTEK439
16.2. RUCH CZĄSTEK W POLU DZIAŁANIA RÓŻNYCH SIŁ444
16.3. POMIARY ZAPYLENIA452
16.4. PRZYKŁADY457
17. AERODYNAMIKA ATMOSFERY 461
17.1. WPROWADZENIE461
17.2. WPŁYW RÓŻNYCH CZYNNIKÓW NA ROZPRZESTRZENIANIE SIĘ ZANIECZYSZCZEŃ462
17.2.1. Czynniki meteorologiczne463
17.2.2. Czynniki topograficzne472
17.2.3. Czynniki technologiczne474
17.3. PUNKTOWE ŹRÓDŁA EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ475
17.4. PRZYKŁADY479
18. SEDYMENTACJA 481
18.1. ISTOTA SEDYMENTACJI481
18.2. PRĘDKOŚĆ SEDYMENTACJI483
18.3. POMIARY OPADANIA ZAWIESIN485
18.4. OSADNIKI488
18.5. WIRÓWKI SEDYMENTACYJNE492
18.6. PRZYKŁADY494
19. PRZEPŁYW PRZEZ WARSTWY SYPKIE I POROWATE 497
19.1. STRUKTURA WARSTWY POROWATEJ497
19.2. OPORY PRZEPŁYWU PŁYNU JEDNOFAZOWEGO499
19.3. RUCH WÓD GRUNTOWYCH501
19.3.1. Wstęp501
19.3.2. Prawo Darcy’ego502
19.3.3. Równanie przepływu wód gruntowych504
19.3.4. Dopływ wody gruntowej do rowu, drenu i studni508
19.3.5. Współdziałanie zespołu studzien512
19.4. PRZEPŁYWY DWUFAZOWE W KOLUMNIE WYPEŁNIONEJ514
19.4.1. Rozpływ cieczy na wypełnieniu, rozkłady czasów przebywania płynów515
19.4.2. Zatrzymanie cieczy na wypełnieniu517
19.4.3. Spadek ciśnienia i zjawisko zalewania kolumn519
19.4.4. Powierzchnie wymiany masy521
19.4.5. Hydraulika współprądowego przepływu w kolumnach wypełnionych524
19.5. PRZYKŁADY525
20. FILTRACJA 531
20.1. INFORMACJE OGÓLNE531
20.2. RÓWNANIE FILTRACJI533
20.3. FILTRACJA OSADÓW NIEŚCIŚLIWYCH538
20.4. FILTRACJA OSADÓW ŚCIŚLIWYCH542
20.5. FILTRACJA POD DZIAŁANIEM SIŁY ODŚRODKOWEJ545
20.6. SEPARACJA KROPEL548
20.6.1. Separatory siatkowe548
20.6.2. Separatory cyklonowe550
20.6.3. Separatory żaluzjowe551
20.7. PRZYKŁADY553
21. FLUIDYZACJA 555
21.1. ISTOTA FLUIDYZACJI555
21.2. PRZEBIEG PROCESU FLUIDYZACJI556
21.3. WYKORZYSTANIE FLUIDYZACJI W INŻYNIERII I OCHRONIE ŚRODOWISKA562
21.4. PRZYKŁADY564
22. ROZPYLANIE CIECZY 567
22.1. ROZPAD STRUG, BŁON I KROPEL CIECZY567
22.2. RUCH KROPEL W OŚRODKU GAZOWYM570
22.2.1. Ruch kropli w nieruchomym gazie570
22.2.2. Ruch kropli w ruchomym gazie573
22.2.3. Ruch strugi kropel574
22.3. PARAMETRY STRUGI ROZPYLONEJ CIECZY576
22.4. ROZPYLACZE579
22.5. ZASTOSOWANIE ROZPYLANIA CIECZY W INŻYNIERII I OCHRONIE ŚRODOWISKA585
22.6. POMIARY ROZPYLENIA587
22.7. PRZYKŁADY589
23. WZNOSZENIE SIĘ PĘCHERZY W CIECZY 590
23.1. TWORZENIE SIĘ PĘCHERZY590
23.2. PRĘDKOŚĆ WZNOSZENIA SIĘ POJEDYNCZYCH PĘCHERZY594
23.3. AERACJA598
23.4. POMIARY PĘCHERZY600
23.5. ZJAWISKO BARBOTAŻU W KOLUMNACH602
23.5.1. Kolumny barbotażowe602
23.5.2. Kolumny półkowe606
23.6. PRZYKŁADY614
LITERATURA616
SKOROWIDZ RZECZOWY618

Mechanikaprzepływówjednofazowych

Wewszelkichrozważaniachwramachmechanikipłynówkorzystasię

zpewnychmodelipłynów.Modeleteopartesąnadwóchpodstawowych

właściwościachpłynów,tj.naściśliwościilepkości.Najczęściejrozważasię

następującemodele:

1)płynnieściśliwyinielepki-płyndoskonały,

2)płynnieściśliwyilepki-cieczrzeczywistaorazgazpłynący

zumiarkowanymiprędkościamiiznajdującysiępodniewielkimiciśnieniami,

3)płynściśliwyinielepki-gazpodlegającyprawomdynamikigazów,czy-

ligazpłynącyzdużymiprędkościami,

4)płynściśliwyilepki-gazrzeczywisty.

Przedmiotemrozważańwniniejszympodręcznikubędziewzasadzie

pierwszyorazdrugimodelpłynu,czylipłyndoskonałyorazpłynnieściśliwy

ilepki;tenostatnibędziewdalszejczęścipodręcznikanazywanypoprostu

płynemlepkim,gdyżprawajegoruchuzależągłównieodlepkościpłynu.Trzeci

modelpłynu,tj.płynściśliwyinielepki,będzieprzedmiotemosobnychrozważań

wrozdz.10.Czwartymodelpłynu,tj.płynściśliwyilepki(gazrzeczywisty),ma

bardzomałezastosowaniewklasycznejinżynieriiiochronieśrodowiska.

Wartozatrzymaćsięnieconadmodelempłynudoskonałego.Zachodzi

pytanie,czytakimodelmożesłużyćzapodstawęwyprowadzeniarównańopisu-

jącychruchpłynu.Okazujesię,żecałąhydrodynamikęklasyczną,którabyła

podstawąwspółczesnejmechanikipłynów,opartonatymmodelu.Uzyskano

dziękitemuwielezależnościteoretycznychodużymznaczeniupraktycznym.

1.2.Płynjakoośrodekciągły

WmechanicepłynówoperujesiępojęciemliczbyKnudsena

Kn=

(1.1)

gdzie:L-średniadrogaswobodnamolekułgazu,czylidrogamiędzydwoma

kolejnymizderzeniamimolekuł,L-rozmiarliniowyzbiornikagazulubopły-

wanegociała.

GdyKn<0,01,możnanieuwzględniaćmolekularnejstrukturygazu,

lecztraktowaćgazjakoośrodekciągły(continuum).Oznaczato,żegazwypeł-

niaprzestrzeńwsposóbciągły,bezpustychmiejsctypowychdlastruktury

molekularnej.Wprzeciwnymprzypadkugazjestnatylerozrzedzony,żemoże

byćrozpatrywanytylkowramachtzw.aerodynamikimolekularnejnapodstawie

metodmechanikistatystycznej.Wartododać,żedlapowietrzawwarunkach

normalnych(00Ci0,1MPa)średniadrogaswobodnamolekułwynosi

L=0,06Hm.Tasamadrogawodległości200kmodpowierzchniZiemiwyno-

siwprzybliżeniu18m.

Możnawięcprzyjąć,żegaztraktowanyjakoośrodekciągłyskładasię

niezmolekuł,leczzprzylegającychściśledosiebieelementówmającychnp.

Brak wyników

Mechanika płynów w inżynierii środowiska

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra