sales@tkflow.com 
Invoering
In het vorige hoofdstuk werd aangetoond dat exacte wiskundige situaties voor de krachten die worden uitgeoefend door vloeistoffen in rust gemakkelijk te verkrijgen zijn. Dit komt doordat bij hydrostatische systemen alleen sprake is van eenvoudige drukkrachten. Wanneer een vloeistof in beweging wordt beschouwd, wordt het analyseprobleem direct veel complexer. Niet alleen moet rekening worden gehouden met de grootte en richting van de deeltjessnelheid, maar ook met de complexe invloed van de viscositeit, die een schuif- of wrijvingsspanning veroorzaakt tussen de bewegende vloeistofdeeltjes en de grenzen van de vloeistof. De relatieve beweging die mogelijk is tussen verschillende elementen van het vloeistoflichaam zorgt ervoor dat de druk en schuifspanning aanzienlijk variëren van punt tot punt, afhankelijk van de stromingsomstandigheden. Vanwege de complexiteit van het stromingsverschijnsel is een nauwkeurige wiskundige analyse slechts mogelijk in enkele, en vanuit technisch oogpunt enigszins onpraktische, gevallen. Het is daarom noodzakelijk om stromingsproblemen op te lossen door experimenten, of door bepaalde vereenvoudigende aannames te maken die voldoende zijn om een theoretische oplossing te verkrijgen. De twee benaderingen sluiten elkaar niet uit, aangezien de fundamentele wetten van de mechanica altijd geldig zijn en het mogelijk maken om in verschillende belangrijke gevallen gedeeltelijk theoretische methoden toe te passen. Het is bovendien belangrijk om experimenteel vast te stellen in hoeverre de afwijking van de werkelijke omstandigheden het gevolg is van een vereenvoudigde analyse.
De meest voorkomende vereenvoudigende aanname is dat de vloeistof ideaal of perfect is, waardoor de complicerende viskeuze effecten worden geëlimineerd. Dit vormt de basis van de klassieke hydrodynamica, een tak van de toegepaste wiskunde die aandacht heeft gekregen van vooraanstaande wetenschappers zoals Stokes, Rayleigh, Rankine, Kelvin en Lamb. De klassieke theorie kent ernstige inherente beperkingen, maar omdat water een relatief lage viscositeit heeft, gedraagt het zich in veel situaties als een echte vloeistof. Om deze reden kan de klassieke hydrodynamica worden beschouwd als een zeer waardevolle achtergrond voor de studie van de kenmerken van vloeistofbeweging. Dit hoofdstuk behandelt de fundamentele dynamiek van vloeistofbeweging en dient als een basisintroductie voor volgende hoofdstukken die de meer specifieke problemen in de civiele hydrauliek behandelen. De drie belangrijkste basisvergelijkingen van vloeistofbeweging, namelijk de continuïteits-, Bernoulli- en impulsvergelijking, worden afgeleid en hun betekenis uitgelegd. Later worden de beperkingen van de klassieke theorie besproken en wordt het gedrag van een echte vloeistof beschreven. Er wordt steeds uitgegaan van een onsamendrukbare vloeistof.
Soorten stroming
De verschillende soorten vloeistofbeweging kunnen als volgt worden geclassificeerd:
1. Turbulent en laminair
2. Rotatie- en rotatie-irrotatie
3.Stabiel en onstabiel
4.Uniform en niet-uniform.
Axiale stromingspompen uit de MVS-serie. De gemengde stromingspompen uit de AVS-serie (verticale axiale stroming en gemengde stroming dompelpompen voor afvalwater) zijn moderne producten die succesvol zijn ontwikkeld dankzij de toepassing van moderne buitenlandse technologie. De capaciteit van de nieuwe pompen is 20% groter dan die van de oude. Het rendement is 3 tot 5% hoger dan dat van de oude.
Turbulente en laminaire stroming.
Deze termen beschrijven de fysieke aard van de stroming.
Bij turbulente stroming is de voortgang van de vloeistofdeeltjes onregelmatig en is er sprake van een schijnbaar willekeurige positiewisseling. Individuele deeltjes zijn onderhevig aan fluctuerende transversale snelheden, waardoor de beweging wervelend en kronkelend is in plaats van rechtlijnig. Als er op een bepaald punt kleurstof wordt geïnjecteerd, zal deze snel door de stroming diffunderen. In het geval van turbulente stroming in een leiding bijvoorbeeld, zou een momentane registratie van de snelheid in een sectie een benaderende verdeling opleveren zoals weergegeven in Figuur 1(a). De constante snelheid, zoals die zou worden geregistreerd door normale meetinstrumenten, is aangegeven met een stippellijn, en het is duidelijk dat turbulente stroming wordt gekenmerkt door een onregelmatige, fluctuerende snelheid gesuperponeerd op een tijdelijk stabiel gemiddelde.
Figuur 1(a) Turbulente stroming
Figuur 1(b) Laminaire stroming
Bij laminaire stroming bewegen alle vloeistofdeeltjes zich langs parallelle paden en is er geen transversale snelheidscomponent. De ordelijke voortgang is zodanig dat elk deeltje exact het pad van het voorgaande deeltje volgt, zonder enige afwijking. Zo blijft een dun filament van kleurstof als zodanig over, zonder diffusie. Er is een veel grotere transversale snelheidsgradiënt bij laminaire stroming (Figuur 1b) dan bij turbulente stroming. Voor een pijp is de verhouding tussen de gemiddelde snelheid V en de maximale snelheid Vmax bijvoorbeeld 0,5 bij turbulente stroming en 0,05 bij laminaire stroming.
Laminaire stroming wordt geassocieerd met lage snelheden en viskeuze, trage vloeistoffen. In pijpleiding- en open-kanaalhydraulica zijn de snelheden bijna altijd voldoende hoog om turbulente stroming te garanderen, hoewel er een dunne laminaire laag aanwezig blijft in de buurt van een vaste rand. De wetten van laminaire stroming worden volledig begrepen en voor eenvoudige randvoorwaarden kan de snelheidsverdeling wiskundig worden geanalyseerd. Vanwege het onregelmatige, pulserende karakter heeft turbulente stroming zich onttrokken aan een rigoureuze wiskundige benadering en voor het oplossen van praktische problemen is het noodzakelijk om grotendeels te vertrouwen op empirische of semi-empirische relaties.
Modelnr.: XBC-VTP
De verticale brandbestrijdingspompen met lange as uit de XBC-VTP-serie zijn een serie enkeltraps, meertraps diffusorpompen, geproduceerd volgens de nieuwste nationale norm GB6245-2006. We hebben ook het ontwerp verbeterd met verwijzing naar de norm van de United States Fire Protection Association. De pompen worden voornamelijk gebruikt voor bluswatervoorziening in de petrochemische, aardgas-, energiecentrale-, katoen-, textiel-, haven-, luchtvaart-, opslag-, hoogbouw- en andere industrieën. Ze kunnen ook worden gebruikt voor de bevoorrading van schepen, zeetanks, brandweerschepen en andere toepassingen.
Rotatie- en irrotatiestroming.
Er is sprake van een rotatiestroming als elk vloeistofdeeltje een hoeksnelheid om zijn eigen massamiddelpunt heeft.
Figuur 2a toont een typische snelheidsverdeling die hoort bij turbulente stroming langs een rechte grens. Door de niet-uniforme snelheidsverdeling ondergaat een deeltje met zijn twee assen oorspronkelijk loodrecht op elkaar, vervorming bij een kleine mate van rotatie. In figuur 2a is de stroming in een cirkelvormige
Het pad is afgebeeld, waarbij de snelheid recht evenredig is met de straal. De twee assen van het deeltje draaien in dezelfde richting, zodat de stroming wederom roterend is.
Figuur 2(a) Rotatiestroming
Om de stroming rotatievrij te maken, moet de snelheidsverdeling langs de rechte lijn uniform zijn (Fig. 2b). Bij stroming in een cirkelvormig pad kan worden aangetoond dat rotatievrij alleen mogelijk is op voorwaarde dat de snelheid omgekeerd evenredig is met de straal. Op het eerste gezicht lijkt dit onjuist, maar bij nadere beschouwing blijkt dat de twee assen in tegengestelde richting roteren, waardoor er een compenserend effect ontstaat dat resulteert in een gemiddelde oriëntatie van de assen die onveranderd is ten opzichte van de begintoestand.
Figuur 2(b) Irrotationele stroming
Omdat alle vloeistoffen viscositeit bezitten, is de laagste viscositeit van een echte vloeistof nooit echt rotatie, en laminaire stroming is uiteraard sterk roterend. Rotatie-irroterende stroming is dus een hypothetische conditie die alleen academisch interessant zou zijn, ware het niet dat in veel gevallen van turbulente stroming de rotatiekarakteristieken zo onbeduidend zijn dat ze verwaarloosd kunnen worden. Dit is handig omdat rotatie-irroterende stroming geanalyseerd kan worden met behulp van de eerder genoemde wiskundige concepten van de klassieke hydrodynamica.
Centrifugaal zeewater bestemmingspomp
Modelnr.: ASN ASNV
De pompen van het model ASN en ASNV zijn enkeltraps centrifugaalpompen met dubbele aanzuiging en een gedeeld spiraalhuis. Ze worden gebruikt voor het transport van vloeistoffen in waterwerken, airconditioning, gebouwen, irrigatie, drainagepompstations, elektriciteitscentrales, industriële watervoorzieningssystemen, brandbestrijdingssystemen, schepen, gebouwen, enzovoort.
Stabiele en onregelmatige stroming.
De stroming wordt stabiel genoemd wanneer de omstandigheden op een bepaald punt constant zijn in de tijd. Een strikte interpretatie van deze definitie zou leiden tot de conclusie dat turbulente stroming nooit echt stabiel was. Voor dit doel is het echter handig om de algemene vloeistofbeweging als criterium te beschouwen en de grillige fluctuaties die met de turbulentie gepaard gaan, slechts als een secundaire invloed. Een duidelijk voorbeeld van stabiele stroming is een constante afvoer in een leiding of open kanaal.
Als gevolg hiervan volgt hieruit dat de stroming onregelmatig is wanneer de omstandigheden in de tijd variëren. Een voorbeeld van onregelmatige stroming is een variërende afvoer in een leiding of open kanaal; dit is meestal een voorbijgaand fenomeen dat volgt op, of gevolgd wordt door, een regelmatige afvoer. Andere bekende
Voorbeelden van meer periodieke aard zijn de beweging van golven en de cyclische beweging van grote watermassa's in getijdenstroming.
De meeste praktische problemen in de waterbouwkunde hebben te maken met stationaire stroming. Dit is een geluk, aangezien de tijdsvariabele in stationaire stroming de analyse aanzienlijk compliceert. Daarom zal de beschouwing van stationaire stroming in dit hoofdstuk beperkt blijven tot enkele relatief eenvoudige gevallen. Het is echter belangrijk om in gedachten te houden dat verschillende veelvoorkomende gevallen van stationaire stroming kunnen worden teruggebracht tot de stationaire toestand dankzij het principe van relatieve beweging.
Zo kan een probleem met een schip dat door stilstaand water vaart, worden geherformuleerd, zodat het schip stilstaat en het water in beweging is; het enige criterium voor vergelijkbaar vloeistofgedrag is dat de relatieve snelheid hetzelfde moet zijn. Ook hier kan golfbeweging in diep water worden herleid tot de
stationaire toestand door aan te nemen dat een waarnemer met de golven meebeweegt met dezelfde snelheid.
Verticale turbinepomp met meertraps centrifugaal-inline-as en dieselmotor. Deze verticale drainagepomp wordt voornamelijk gebruikt voor het verpompen van corrosievrij riool- of afvalwater bij temperaturen lager dan 60 °C en zwevende deeltjes (exclusief vezels en gruis) met een gehalte van minder dan 150 mg/l. Een verticale drainagepomp van het type VTP is een verticale waterpomp en wordt, op basis van de verhoging en de kraag, ingesteld op de buisoliesmering met water. De rook kan een temperatuur onder 60 °C bereiken en een bepaalde hoeveelheid vaste deeltjes (zoals schroot, fijn zand, steenkool, enz.) riool- of afvalwater bevatten.
Uniforme en niet-uniforme stroming.
Er wordt gezegd dat de stroming uniform is wanneer er geen variatie is in de grootte en richting van de snelheidsvector van het ene punt naar het andere langs de stromingsbaan. Om aan deze definitie te voldoen, moeten zowel het stromingsoppervlak als de snelheid op elke dwarsdoorsnede gelijk zijn. Niet-uniforme stroming treedt op wanneer de snelheidsvector varieert met de locatie, een typisch voorbeeld hiervan is stroming tussen convergerende of divergerende grenzen.
Beide alternatieve stromingsomstandigheden komen veel voor in de open-kanaalhydraulica, hoewel het strikt genomen, aangezien een uniforme stroming altijd asymptotisch wordt benaderd, een ideale toestand is die slechts wordt benaderd en nooit daadwerkelijk wordt bereikt. Opgemerkt dient te worden dat de omstandigheden betrekking hebben op ruimte en niet op tijd en daarom in gevallen van ingesloten stroming (bijv. leidingen onder druk) volledig onafhankelijk zijn van de stationaire of instationaire aard van de stroming.
Plaatsingstijd: 29-03-2024