Ідентифікація закона нестаціонарного ламінарного потоку в'язкої рідини у вхідній секції круглої труби

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.278001

Ключові слова:

циліндрична труба, впускний перетин, нестаціонарна течія, в’язка рідина, розподіл швидкостей

Анотація

Дослідження закономірностей зміни гідродинамічних параметрів в умовах нестаціонарної течії на вході циліндричної труби та початкового довільного розподілу швидкостей у вхідному перетині проведено на основі рівнянь приграничного шару. Сформовано крайову задачу за умови вісьосиметричної зміни течії. Граничні умови вибиралися відповідно до схеми довільного розподілу швидкостей на вхідній ділянці. Наведено загальний розв’язок апроксимуючих рівнянь Нав’є-Стокса в залежності від початкових умов і числа Рейнольдса. Відповідно до виду течії встановлюються крайові умови задачі та формулюється крайова задача. Отримано закономірності зміни швидкостей по довжині у вхідній області для постійного та параболічного розподілу швидкостей у вхідних перерізах. Отримано аналітичні рішення, що дозволяють отримати закономірності зміни швидкостей і тисків у бік потоку на будь-якій ділянці і в будь-який час. Для зазначених випадків шляхом комп’ютерного аналізу були побудовані зведені графіки зміни швидкості на різних ділянках по довжині вхідного переходу для різних часових умов. За отриманими складеними графіками побудовано закономірності зміни по всій довжині перехідної ділянки вхідної області, що дозволяє отримати швидкість течії рідини в будь-якій точці перетину. Довжину перехідної зони можна оцінити за умови досягнення певного відсотка (99 %) максимальної швидкості потоку.

Запропоновані рішення створюють умови для правильної конструкції окремих вузлів гідромеханічного обладнання

Біографії авторів

Arestak Sarukhanyan, National University of Architecture and Construction of Armenia

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Department

Department Water Systems, Hydraulic Engineering and Hydropower

Yeghiazar Vardanyan, National University of Architecture and Construction of Armenia

Doctor of Technical Sciences, Professor, Rector

Pargev Baljyan, National Polytechnic University of Armenia

Doctor of Technical Sciences, Professor

Base Laboratory of Hydraulic Engineering

Garnik Vermishyan, National University of Architecture and Construction of Armenia

Candidate of Physics and Mathematics Sciences, Associate Professor

Department of Mathematics

Посилання

  1. Schlichting, H., Gersten, K. (2017). Boundary-Layer Theory. Springer, 805. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-662-52919-5
  2. Targ, S. M. (1951). Osnovnye zadachi teorii laminarnykh techeniy, Moscow: Gostekhizdat, 420.
  3. Slezkin, N. A. (1955). Dinamika vyazkoy neszhimaemoy zhidkosti. Moscow: Gostekhizdat, 519.
  4. Tikhonov, A. N., Samarskiy, A. G. (1999). Uravneniya matematicheskoy fiziki. Moscow: Nauka, 799.
  5. Atabek, H. B., Chang, C. C. (1961). Oscillatory flow near the entry of a circular tube. Zeitschrift Für Angewandte Mathematik Und Physik ZAMP, 12 (3), 185–201. doi: https://doi.org/10.1007/bf01592332
  6. Atabek, H. B., Chang, C. C., Fingerson, L. M. (1964). Measurement of Laminar Oscillatory Flow in the Inlet Length of a Circular Tube. Physics in Medicine and Biology, 9 (2), 219–227. doi: https://doi.org/10.1088/0031-9155/9/2/309
  7. Avula, X. J. R. (1969). Analysis of suddenly started laminar flow in the entrance region of a circular tube. Applied Scientific Research, 21 (1), 248–259. doi: https://doi.org/10.1007/bf00411611
  8. Crane, C. M. (1974). A new method for the numerical solution of time dependent viscous flow. Applied Scientific Research, 30 (1), 47–77. doi: https://doi.org/10.1007/bf00385775
  9. Akosta (1976). Vliyanie nestatsionarnotsti techeniya na izmerenie raskhuda na vkhode v trubu. Teor. Osn. Inzh. Rasch., 3, 341–342.
  10. Aynola, L. Ya., Ruustal (1985). Razvitie techeniya na vkhodnom uchastke krugloy truby pri razgonnom dvizhenii zhidkosti. Trudy Tallinskogo politekhnicheskogo instituta. Tallin, 95–107.
  11. Sarukhanyan, A. A. (1991). Razvitie laminarnogo neustanovivshegosya techeniya vyazkoy zhidkosti na vkhodnom uchastke krugloy tsilindricheskoy truby. Izv. AN Arm SSR, seriya Mekhanika, 44 (2), 45–51.
  12. Sarukhanyan, A., Vartanyan, A., Vermishyan, G., Tokmajyan, V. (2020). The Study of Hydrodynamic Processes Occurring on Transition of Sudden Expanding of Hydraulic Section of Plane – Parallel Full Pipe Flow. TEM Journal, 9 (4), 1494–1501. doi: https://doi.org/10.18421/tem94-23
  13. Urbanowicz, K., Firkowski, M., Bergant, A. (2018). Comparing analytical solutions for unsteady laminar pipe flow. Conference: BHR Pressure Surges 2018. Available at: https://www.researchgate.net/publication/329759824_Comparing_analytical_solutions_for_unsteady_laminar_pipe_flow
  14. Vardy, A. E., Brown, J. M. B. (2010). Laminar pipe flow with time-dependent viscosity. Journal of Hydroinformatics, 13 (4), 729–740. doi: https://doi.org/10.2166/hydro.2010.073
  15. Daprà, I., Scarpi, G. (2017). Unsteady Flow of Fluids With Arbitrarily Time-Dependent Rheological Behavior. Journal of Fluids Engineering, 139 (5). doi: https://doi.org/10.1115/1.4035637
  16. Kannaiyan, A., Natarajan, S., Vinoth, B. R. (2022). Stability of a laminar pipe flow subjected to a step-like increase in the flow rate. Physics of Fluids, 34 (6), 064102. doi: https://doi.org/10.1063/5.0090337
  17. Kumakshev, S. A. (2020). Flat diffuser: steady state flow of a viscous incompressible fluid. Engineering Journal: Science and Innovation, 7 (103). doi: https://doi.org/10.18698/2308-6033-2020-7-1993
  18. Volkov, E., Fedyushkin, A. (2019). Symmetry of the flow of Newtonian and non-Newtonian fluid in a flat diffuser and confusor. Physical-Chemical Kinetics in Gas Dynamics, 20 (2), 1–19. doi: https://doi.org/10.33257/phchgd.20.2.791
Ідентифікація закона нестаціонарного ламінарного потоку в'язкої рідини у вхідній секції круглої труби

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-04-30

Як цитувати

Sarukhanyan, A., Vardanyan, Y., Baljyan, P., & Vermishyan, G. (2023). Ідентифікація закона нестаціонарного ламінарного потоку в’язкої рідини у вхідній секції круглої труби. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7 (122), 33–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.278001

Номер

Том 2 № 7 (122) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Arestak Sarukhanyan, Yeghiazar Vardanyan, Pargev Baljyan, Garnik Vermishyan

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.