ГЛАВА 2

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Исследования проводились в канале прямоугольного сечения с параметрами: длина l, ширина b и высота стенок канала σ. Использовались каналы шириной 20 мм, 30 мм, 40 мм и длинами 300 мм, 200 мм, 150 мм. Высота стенок каналов 10 мм. Характер движения струй жидкости определялся по шелковым нитям, установленным с шагом b0-5 , 10 мм, параллельно плоскости дна на высоте c0- 0,5,10 мм. Предполагается, что нити повторяют движение струй в канале. Поведение струй фиксируется на видеопленке. Средняя скорость истечения воды определялась по формуле:

V_cp=ν /(S*t),

где ν-объем воды, протекающей через живое сечение S, за время t. Постоянство средней скорости регламентировалось фиксированным напором. В результате эксперимента установлено, что линии тока воды имеют синусоидальный характер.

• 
• Рисунок 2.1- Линии тока (вид сверху)

В ходе эксперимента было установлено, что амплитуды и длины волн жидкости связаны со скоростями течения и параметрами геометрии канала. Результаты исследований представлены на рисунках 2.2 - 2.9.

• 
• Рисунок 2.2 - Зависимости амплитуды волны от скорости истечения жидкости
  Ширина b=20 мм, длина l=300 мм , ?=10 мм

• 
• Рисунок 2.3 - Зависимости амплитуды волны от скорости истечения жидкости
  Ширина b=30 мм, длина l=300 мм, ?=10 мм

• 
• Рисунок 2.4 - Зависимости амплитуды волны от скорости истечения жидкости

• 
• Ширина b=30 мм, длина l=300 мм, δ=10 мм
  Рисунок 2.5 - Зависимости амплитуды волны от скорости истечения жидкости
  Ширина b=40 мм, длина l=300 мм, δ=10 мм

• 
• Рисунок 2.6 - Зависимость амплитуды волны от скорости истечения жидкости
  Ширина b=40 мм, длина l=300 мм, δ=10 мм

• 
• Рисунок 2.7 - Зависимости амплитуд волн от скоростей истечения жидкости
  Ширина канала b=20 мм, длина: l=300 мм, l=200 мм, l=150 мм, высота стенок канала δ=10 мм

Из рисунков 2.2-2.7 видно, что минимальный диапазон амплитуд 1-2 мм будет реализоваться при V=0,4 м/c в каналах шириной b=20 мм и длинами l=300мм, l=200мм, l=150мм.

• 
• Рисунок 2.8 - Зависимости амплитуд волн от скорости жидкости
  Ширина канала b=30 мм, длина: l=300мм, l=200мм, l=150мм,высота стенок канала ?=10 мм.

• 
• Рисунок 2.9 - Зависимости амплитуд волн от скорости жидкости
  Ширина канала b=40мм, длина: l=300мм, l=200мм, l=150мм,высота стенок канала ?=10мм.

Анализируя полученные зависимости можно заключить, что минимальная амплитуда волны будет наблюдаться в канале длиной l=200мм при скорости истечения жидкости V=0,4 м/c, а в канале шириной b=40мм и длиной l=300мм значение амплитуды будет минимальным A=0,1 мм при скорости V=0,4 м/c.

ВЫВОДЫ

1. в открытых каналах правильной геометрической формы при установившемся движении воды в горизонтальной плоскости возникают колебания линий тока.
2. независимо от геометрии канала первая форма главных колебаний развивается при средней скорости потока 0,2м/с.
3. с увеличением скорости потока колебательный процесс приобретает полигармонический характер (очевидно, сказывается вертикальная компонента скорости).
4. установлено, что при скорости 0,4м/с процесс движения жидкости носит наименее возмущенный характер.

Результаты исследований будут полезны при разработке технологий разделения твердых фракций пульпы, как при использовании комплексных полей, так и для учета не прямолинейности линий тока при традиционных флотационных способах. Необходимо отметить, что исследовалось движение воды, не содержащей твердой фракции.

содержание