Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék Ideális kontinuumok kinematikája.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
A gyorsulás fogalma.
Advertisements

II. Fejezet A testek mozgása
Stacionárius és instacionárius áramlás
A hőterjedés differenciál egyenlete
Folyadékok egyensúlyát leíró egyenletek
Körfolyamatok (A 2. főtétel)
Testek egyenes vonalú egyenletesen változó mozgása
Hő- és Áramlástan I. - Kontinuumok mechanikája
Volumetrikus szivattyúk
Az impulzus tétel alkalmazása (megoldási módszer)
A hőterjedés alapesetei
Az impulzus tétel Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK
A Borda-Carnot veszteség
Az impulzus tétel alkalmazása (Allievi elmélete)
Az impulzus tétel alkalmazása (egyszerűsített propeller-elmélet)
DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS ALKALMAZÁSA
DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS
Fúvók-Kompresszorok Hő- és Áramlástan Gépei Író Béla SZE-MTK
VÁLTOZÓ SEBESSÉGŰ ÜZEM
Hősugárzás.
Gázkeverékek (ideális gázok keverékei)
Hőátvitel.
Volumetrikus szivattyúk
Nyugvó kontinuumok mechanikája
Ideális kontinuumok kinematikája
A nedves levegő és állapotváltozásai
Kalorikus gépek elméleti körfolyamatai
Veszteséges áramlás (Hidraulika)
Az Euler-egyenlet és a Bernoulli-egyenlet
Hővezetés rudakban bordákban
Az entalpia és a gőzök állapotváltozásai
A kontinuitás (folytonosság) törvénye
Veszteséges áramlás (Navier-Stokes egyenlet)
Az elemi folyadékrész mozgása
A Bernoulli-egyenlet alkalmazása (Laval fúvóka)
A hőátadás.
Folyadékok mozgásjelenségei általában
PTE PMMK Matematika Tanszék dr. Klincsik Mihály Matematika III. előadások MINB083, MILB083 Gépész és Villamosmérnök szak BSc képzés 2007/2008. őszi félév.
Mérnöki Fizika II. 3. előadás
Mérnöki Fizika II előadás
Fizika 2. Mozgások Mozgások.
Munkapont - Szabályozás
A fajhő (fajlagos hőkapacitás)
Hő- és Áramlástan Gépei
Hőtan.
Hogyan mozognak a testek? X_vekt Y_vekt Z_vekt Origó: vonatkoztatási test Helyvektor: r_vekt: r_x, r_y, r_z Nagysága: A test távolsága az origótól, 1m,
ÁRAMLÓ FOLYADÉKOK EGYENSÚLYA
Pozsgay Balázs IV. évfolyamos fizikus hallgató
Instacionárius hővezetés
Hővezetés falakban Író Béla Hő- és Áramlástan II.
Egyenletesen változó mozgás
Hő- és Áramlástan Gépei
Egyenes vonalú mozgások
Kalorikus gépek elméleti körfolyamatai
2. előadás.
Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében
A mozgás egy E irányú egyenletesen gyorsuló mozgás és a B-re merőleges síkban lezajló ciklois mozgás szuperpoziciója. Ennek igazolására először a nagyobb.
A HATÁROZOTT INTEGRÁL FOGALMA
Ütközések Ugyanazt a két testet többször ütköztetve megfigyelhető, hogy a következő összefüggés mindig teljesül: Például a 2-szer akkora tömegű test sebessége.
Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék Nyugvó kontinuumok mechanikája.
Áramlás szabad felszínű csatornában Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék.
Stacionárius és instacionárius áramlás
Az impulzus tétel alkalmazása (Allievi elmélete)
Az impulzus tétel alkalmazása (megoldási módszer)
Stacionárius és instacionárius áramlás
Az impulzus tétel Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK
A Borda-Carnot veszteség
Az Euler-egyenlet és a Bernoulli-egyenlet
Hővezetés falakban Író Béla Hő- és Áramlástan II.
Hőtan.
Előadás másolata:

Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék Ideális kontinuumok kinematikája

Az áramlástani jelenségek matematikai leírása Lagrange-féle módszer Euler-féle módszer Comte Louis Lagrange, francia matematikus, 1736-ban Torinóban született és 77 éves korában, 1813-ban halt meg. Leonhard Euler, svájci matematikus, 1707-ben Bázelben született és 73 éves korában, 1783-ban halt meg. Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

A Lagrange-féle leírás Alapfüggvény az egyes részecskék útfüggvénye. Itt s o az a helyvektor mely megmutatja, hogy az adott részecske a t=0 pillanatban éppen hol tartózkodik a tetszőlegesen felvett koordinátarendszerben. Ez jelöli ki, hogy melyik részecskére vonatkozik az adott függvény. A sebesség-függvény a szilárd testekhez hasonlóan az útfüggvény idő szerinti első deriváltja A gyorsulás-függvény a szilárd testekhez hasonlóan az útfüggvény idő szerinti második deriváltja Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

Problémák a Lagrange-féle módszerrel Az áramló kontinuum esetében értelmetlen a súlypont és a tömeg fogalma és így egyetlen útfüggvény felírása lehetetlen. A részecskék száma gyakorlatilag végtelen nagy, az egyes részecskék, molekulák egymástól megkülönböztethetetlenek és így többnyire lehetetlen az útfüggvényük gyakorlati meghatározása. Az egyes részecskék útfüggvénye a legtöbb esetben nem mond semmit az áramlás egészéről. Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

Itt r az a helyvektor mely megmutatja, hogy a térben hol helyezkedik el az a (mozdulatlan) pont, melyre vonatkozik az adott függvény, azaz melyik az a pont ahol a sebességváltozást az idő függvényében megadja az összefüggés. Az áramló kontinuummal kitöltött teret sebességtérnek nevezzük, mely akkor tekinthető adottnak, ha ismert az a függvény mely az egyes pontokban megadja a sebesség nagyságát és időbeli változását. A módszer óriási előnye, hogy a rendelkezésre álló matematikai apparátus függvényében a térbeli rács felosztási finomságának kiválasztásával (a vizsgált pontok száma!) lehetséges pontos vagy közelítő eredményhez jutni. Hátrányos azonban, hogy a függvény nem egy valódi kétváltozós függvény, miáltal a deriválás (a gyorsulás meghatározása) bonyolultabbá válik. Az Euler-féle módszer Alapfüggvény a sebességfüggvény, mely a térben rögzített pontokban adja meg a sebesség nagyságát és időbeli változását. Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

A gyorsulás két részből tevődik össze: Lokális gyorsulás, mely megmutatja, hogy egy bizonyos pontban az egymás után oda érkező részecskék sebessége az idő függvényében hogyan változik. Konvektív gyorsulás, mely az a sebességváltozás, ami akkor következik be, amikor a részecske a térben rögzített egyik pontból egy olyan másik pontba jut át, ahol a sebesség eltérő. A gyorsulás meghatározása Formálisan kétváltozós függvényről lévén szó az idő és a hely szerint is deriválni szükséges Mivel Szubsztanciális derivált Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

A lokális gyorsulás vektoriálisan skalárisan Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

A konvektív gyorsulás vektoriálisan skalárisan Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

A gyorsulás értelmezéséből következik, hogy létezhet olyan áramlás, melyben a lokális gyorsulás zérus, de a konvektív gyorsulás – és így a gyorsulás - nem zérus. Bármely pontban állandó a sebesség az idő függvényében, de az egyes pontokban a sebesség nem feltétlenül azonos! Ha a részecske történetesen két olyan pontot érint, melyekben a sebesség nem azonos, nyilvánvalóan sebességváltozást kell elszenvedjen! Ez a konvektív gyorsulás, mely ebben az esetben maga a gyorsulás. Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

A gyorsulás értelmezéséből következik, hogy létezhet olyan áramlás, melyben a konvektív gyorsulás zérus, de a lokális gyorsulás – és így a gyorsulás - nem zérus. Minden pontban azonos a sebesség, de az idő függvényében minden egyes pontban azonos a sebességváltozás! Bármerre halad is tovább a részecske egy bizonyos pontból, a sebességváltozása ugyanakkora, mint abban a pontban fellépő sebességváltozás, ahonnan érkezik. Csak lokális gyorsulás van, mely ebben az esetben maga a gyorsulás. Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

Értelemszerűen létezhet olyan áramlás, ahol mind a két gyorsulás-komponens zérus vagy zérustól különböző. Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

Az áramló kontinuumnak a sebesség mellet minden más jellemző paraméterét (pl. hőmérséklet) az Euler- féle módszer szerint adják meg, azaz értelmezhető a hőmérséklettér, a gyorsulástér, stb. fogalmak. Következésképen az áramlástanban a kontinuum egy adott paraméterének időbeli megváltozása a leíró függvény szubsztanciális deriváltja, azaz a megfelelő lokális és konvektív változás összege. Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

Ellenőrző kérdések (1) 1.Hogyan jellemezhető az áramló kontinuum leírására szolgáló Lagrange-féle módszer? 2.Miért nincs gyakorlati jelentősége az áramló kontinuum mozgásának Lagrange-féle leírási módszerének? 3.Hogyan jellemezhető az áramló kontinuum leírására szolgáló Euler-féle módszer? 4.Milyen függvények esetében beszélünk szubsztanciális deriváltról? 5.Mit értünk sebességtér alatt? 6.Hogyan határozható meg a gyorsulás a sebességtér ismeretében? 7.Mi a lokális gyorsulás? 8.Mi a konvektív gyorsulás? Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

Ellenőrző kérdések (2) 9.Jellemezze néhány szóval azt a sebességteret, ahol a lokális és a konvektív gyorsulás is zérus! 10.Jellemezze néhány szóval azt a sebességteret, ahol a lokális gyorsulás zérus, de a konvektiv gyorsulás zérustól különböző! 11.Jellemezze néhány szóval azt a sebességteret, ahol a konvektív gyorsulás zérus, de a lokális gyorsulás zérustól különböző! 12.Jellemezze néhány szóval azt a sebességteret, ahol a lokális és a konvektív gyorsulás is zérustól különbözik! 13.Írja fel a konvektív hgyorsulás ‚x’ irányú komponensének kiszámítási módjára szolgáló általános összefüggést! Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék