Проблемите с газовия поток струват на производителите милиарди годишно под формата на загуба на енергия и повреди в системите. Инженерите често прилагат принципите на потока на течностите към газовите системи, което води до катастрофални грешки в изчисленията. Разбирането на принципите на газовия поток предотвратява скъпоструващи грешки при проектирането и опасности за безопасността.
Принципът на газовия поток се управлява от уравнението за непрекъснатост, запазване на импулса и запазване на енергията, където скоростта на газа, налягането, плътността и температурата си взаимодействат чрез сгъстим поток1 уравнения, които се различават съществено от уравненията за несвиваем поток на течности.
Преди две години работих с британски инженер-химик на име Сара Томпсън, чиято система за разпределение на природен газ изпитваше опасни колебания в налягането. Нейният екип използваше изчисления на несвиваемия поток за сгъстяващия се газов поток. След като приложихме правилните принципи на газовия поток, елиминирахме скоковете на налягането и намалихме потреблението на енергия с 35%.
Съдържание
- Какви са основните принципи, които управляват газовия поток?
- По какво се различават уравненията за сгъстен поток от уравненията за течен поток?
- Какви фактори влияят на поведението на газовия поток в промишлени системи?
- Как си взаимодействат налягането, температурата и скоростта в газовия поток?
- Какви са различните видове режими на газовия поток?
- Как да изчислим и оптимизираме газовия поток в промишлени приложения?
- Заключение
- Често задавани въпроси относно принципите на газовия поток
Какви са основните принципи, които управляват газовия поток?
Газовият поток работи по три основни закона за запазване, които управляват движението на всички флуиди, но с уникални характеристики, дължащи се на сгъстяването на газа и вариациите в плътността.
Принципите на газовия поток се основават на запазването на масата (уравнението на непрекъснатостта), запазването на импулса (втори закон на Нютон) и запазването на енергията (първи закон на термодинамиката), модифицирани за поведението на сгъстимия флуид.
Запазване на масата (уравнение за непрекъснатост)
Уравнението за непрекъснатост на газовия поток отчита промените в плътността, които се дължат на промени в налягането и температурата, за разлика от несвиваемите течности.
Уравнение за непрекъснатост на газовия поток:
∂ρ/∂t + ∇-(ρV) = 0
За постоянен поток: ρ₁A₁V₁ = ρ₂A₂V₂
Къде:
- ρ = Плътност на газа (варира в зависимост от налягането и температурата)
- A = площ на напречното сечение
- V = Скорост на газа
- t = време
Основни последици:
- Плътността на газа се променя в зависимост от налягането и температурата
- Масовият дебит остава постоянен при постоянен поток
- Скоростта се увеличава с намаляване на плътността
- Промените в площта влияят както на скоростта, така и на плътността.
Запазване на импулса
Запазването на импулса при газов поток отчита силите на налягането, вискозните сили и силите на тялото, действащи върху сгъстимия флуид.
Уравнение на импулса (Навие-Стокс2):
ρ(∂V/∂t + V-∇V) = -∇p + μ∇²V + ρg
За приложения с газов поток:
- Терминът градиент на налягането доминира при високоскоростен поток
- Вискозни ефекти, важни в близост до стените и при ламинарен поток
- Ефектите на сгъстимост стават значими над Mach 0,3
Запазване на енергията
Запазването на енергията при газовия поток включва кинетична енергия, потенциална енергия, вътрешна енергия и работа на потока, като се отчитат температурните промени, дължащи се на компресия и разширение.
Енергийно уравнение:
h + V²/2 + gz = константа (по линията на потока)
Къде:
- h = специфична енталпия (включва вътрешната енергия и работата на потока)
- V²/2 = Кинетична енергия за единица маса
- gz = Потенциална енергия за единица маса
Енергийни съображения:
| Енергийна форма | Въздействие на газовия поток | Типичен магнитуд |
|---|---|---|
| Кинетична енергия | Значителни при високи скорости | V²/2 |
| Енергия под налягане | Доминираща в повечето приложения | p/ρ |
| Вътрешна енергия | Промени в зависимост от температурата | CᵥT |
| Работа с потоци | Изисква се за движението на газа | pv |
Уравнение на състоянието
Газовият поток изисква уравнение на състоянието, за да се свържат налягането, плътността и температурата, обикновено законът за идеалния газ за повечето промишлени приложения.
Закон за идеалния газ:
p = ρRT
Къде:
- p = Абсолютно налягане
- ρ = Плътност на газа
- R = специфична газова константа
- T = Абсолютна температура
За реалните газове може да са необходими по-сложни уравнения на състоянието, като например уравненията на Ван дер Ваалс или Редлих-Куонг.
По какво се различават уравненията за сгъстен поток от уравненията за течен поток?
Свиваемият газов поток има коренно различно поведение от това на несвиваемия течен поток, което изисква специализирани методи за анализ и съображения за проектиране.
Сгъстимият поток се различава чрез вариации на плътността, ограничения на звуковата скорост, образуване на ударни вълни и свързване на температурата и налягането, които не се срещат в системите с несгъстими течни потоци.
Ефекти от промяната на плътността
Плътността на газа се променя значително в зависимост от налягането и температурата, което оказва влияние върху моделите на потока, разпределението на скоростта и изискванията за проектиране на системата.
Въздействие на промяната на плътността:
- Скорост Ускорение: Газът се ускорява, когато се разширява
- Падане на налягането: Нелинейни зависимости между налягането и потока
- Влияние на температурата: Плътност, обратнопропорционална на температурата
- Задушен поток: Ограничения на максималния дебит
Звукова скорост и число на Мах
Поведението на газовите потоци се променя драстично, когато скоростта се приближава до скоростта на звука, което създава критични ограничения при проектирането, каквито няма в течните системи.
Изчисляване на скоростта на звука:
a = √(γRT)
Къде:
- a = Скорост на звука в газ
- γ = коефициент на специфична топлина (Cp/Cv)
- R = специфична газова константа
- T = Абсолютна температура
Число на Мах3 Значение:
M = V/a (съотношение на скоростта към звуковата скорост)
| Диапазон на Mach | Режим на потока | Характеристики |
|---|---|---|
| M < 0.3 | Несвиваем | Плътност по същество постоянна |
| 0.3 < M < 1.0 | Дозвукови сгъваеми | Значителни промени в плътността |
| M = 1.0 | Sonic | Критични условия на потока |
| M > 1.0 | Свръхзвуков | Възможни са ударни вълни |
Феномен на задушен поток
Задушен поток4 настъпва, когато скоростта на газа достигне звукови условия, ограничавайки максималния дебит, независимо от намаляването на налягането надолу по веригата.
Условия на задушен поток:
- Постигнат максимален масов дебит
- Промените в налягането надолу по веригата не влияят на потока нагоре по веригата
- Критично съотношение на налягането: p₂/p₁ ≈ 0,53 за въздух
- Често срещани в дюзи, отвори и контролни клапани
Съединител температура-налягане
Потокът на газ включва значителни температурни промени, дължащи се на разширяване и компресия, които оказват влияние върху работата на системата и нейното проектиране.
Термодинамични процеси:
- Изоентропен поток: Обратим, адиабатен процес
- Изотермичен поток: Постоянна температура (бавен поток с пренос на топлина)
- Адиабатен поток: Няма топлообмен (бърз поток)
- Политропен поток: Общ случай с пренос на топлина
Какви фактори влияят на поведението на газовия поток в промишлени системи?
Многобройни фактори влияят върху поведението на газовия поток в промишлените приложения, което изисква цялостен анализ за правилното проектиране и експлоатация на системата.
Ключовите фактори включват свойствата на газа, геометрията на системата, работните условия, ефектите на топлопренасянето и триенето на стените, които заедно определят моделите на потока, спада на налягането и производителността на системата.
Свойства на газа Въздействие
Различните газове имат различни характеристики на потока в зависимост от техните молекулярни свойства, коефициенти на специфична топлина и термодинамично поведение.
Критични свойства на газа:
| Собственост | Символ | Въздействие върху потока | Типични стойности |
|---|---|---|---|
| Специфичен коефициент на топлина | γ | Звукова скорост, разширение | 1,4 (въздух), 1,3 (CO₂) |
| Газова константа | R | Връзка плътност-налягане | 287 J/kg-K (въздух) |
| Вискозитет | μ | Загуби от триене | 1,8×10-⁵ Pa-s (въздух) |
| Молекулно тегло | M | Плътност при дадени условия | 29 kg/kmol (въздух) |
Ефекти върху геометрията на системата
Промените в диаметъра на тръбите, дължината, фитингите и площта на потока оказват значително влияние върху моделите на газовия поток и загубите на налягане.
Геометрични съображения:
- Диаметър на тръбата: Влияе върху скоростта и загубите от триене
- Дължина: Определя общия пад на налягането при триене
- Промени в областта: Създаване на ефекти на ускорение/забавяне
- Фитинги: Причиняват местни загуби на налягане
- Грапавост на повърхността: Влияние на фактора на триене
Работно налягане и температура
Условията на работа на системата оказват пряко влияние върху плътността на газа, вискозитета и поведението на потока чрез термодинамични зависимости.
Ефекти от работното състояние:
- Високо налягане: Увеличава плътността, намалява ефекта на сгъстяване
- Ниско налягане: Намалява плътността, увеличава скоростта
- Висока температура: Намалява плътността, увеличава скоростта на звука
- Ниска температура: Увеличава плътността, може да предизвика кондензация
Ефекти от преноса на топлина
Добавянето или отнемането на топлина по време на газовия поток оказва значително влияние върху разпределението на температурата, плътността и налягането.
Сценарии за пренос на топлина:
- Отопление: Повишава температурата, намалява плътността, ускорява потока
- Охлаждане: Намалява температурата, увеличава плътността, забавя потока
- Адиабатен: Няма пренос на топлина, температурата се променя в резултат на разширяване/сгъстяване
- Изотермичен: Постоянна температура, поддържана чрез топлообмен
Въздействие на триенето на стената
Триенето между газа и стените на тръбите води до загуби на налягане и влияе върху профилите на скоростта, което е особено важно при дълги тръбопроводи.
Изчисляване на загубите от триене:
Δp = f × (L/D) × (ρV²/2)
Къде:
- f = коефициент на триене (функция на числото на Рейнолдс и грапавостта)
- L = дължина на тръбата
- D = диаметър на тръбата
- ρ = Плътност на газа
- V = Скорост на газа
Как си взаимодействат налягането, температурата и скоростта в газовия поток?
Взаимодействието между налягането, температурата и скоростта при потока на газ създава сложни взаимоотношения, които трябва да бъдат разбрани за правилното проектиране и анализ на системата.
Взаимодействията между газовите потоци следват термодинамични зависимости, при които промените в налягането влияят на температурата и плътността, промените в скоростта влияят на налягането чрез импулсните ефекти, а промените в температурата влияят на всички останали свойства чрез уравнението на състоянието.
Връзки между налягането и скоростта
Скоростта и налягането на газа са в обратна зависимост чрез уравнението на Бернули, модифицирано за сгъстим поток, което създава уникални предизвикателства при проектирането.
Модифицирано уравнение на Бернули за газов поток:
∫dp/ρ + V²/2 + gz = константа
За идеален газ: γ/(γ-1) × (p/ρ) + V²/2 = константа
Ефекти от налягането и скоростта:
- Падане на налягането: Причинява увеличаване на скоростта поради разширяване на газа
- Увеличаване на скоростта: Може да предизвика допълнителен спад на налягането поради ефекта на импулса
- Ускорение: Възниква по естествен път, когато газът се разширява в системата
- Забавяне: Изисква увеличаване на налягането или разширяване на площта
Свързване на температурата и скоростта
Температурата и скоростта на газа са свързани чрез запазване на енергията, като промените в температурата влияят върху свойствата на газа и поведението на потока.
Връзки между температурата и скоростта:
T₀ = T + V²/(2Cp)
Къде:
- T₀ = температура на стагнация (обща)
- T = Статична температура
- V = Скорост на газа
- Cp = специфична топлина при постоянно налягане
Практически последици:
- Високоскоростният газов поток намалява статичната температура
- Температурата на застоя остава постоянна при адиабатен поток
- Температурните промени влияят върху плътността и вискозитета на газа
- Охлаждането може да доведе до кондензация на някои газове.
Ефекти налягане-температура
Налягането и температурата си взаимодействат чрез уравнението на състоянието и термодинамичните процеси, като влияят върху плътността на газа и характеристиките на потока.
Връзки между термодинамичните процеси:
| Тип на процеса | Отношение налягане-температура | Приложение |
|---|---|---|
| Изоентропичен | p/p₀ = (T/T₀)^(γ/(γ-1)) | Дюзи, дифузори |
| Изотермичен | pV = константа, T = константа | Бавен поток с пренос на топлина |
| Изобарен | p = константа | Нагряване при постоянно налягане |
| Isochoric | V = константа | Отопление с постоянен обем |
Промени в плътността
Плътността на газа се променя в зависимост от налягането и температурата според закона за идеалния газ, което създава сложни характеристики на потока.
Изчисляване на плътността:
ρ = p/(RT)
Влияние на плътността върху потока:
- Висока плътност: По-ниска скорост за даден масов дебит
- Ниска плътност: По-висока скорост, потенциални ефекти на сгъстяване
- Градиенти на плътността: Създаване на ефекти на плаваемост и смесване
- Промени в плътността: Влияние върху преноса на инерция и енергия
Наскоро помогнах на един американски инженер по природен газ на име Робърт Чен в Тексас да оптимизира своята тръбопроводна система. Чрез правилно отчитане на взаимодействията между температурата, налягането и скоростта намалихме енергията за изпомпване с 28%, като същевременно увеличихме пропускателната способност със 15%.
Какви са различните видове режими на газовия поток?
Газовият поток се характеризира с различни режими в зависимост от скоростта, условията на налягане и геометрията на системата, като всеки от тях изисква специфични методи за анализ и съображения за проектиране.
Режимите на газовия поток включват ламинарен, турбулентен, дозвуков, звуков и свръхзвуков поток, като всеки от тях се характеризира с различни профили на скоростта, съотношения на налягането и характеристики на топлообмена.
Ламинарен срещу турбулентен поток
Преходът на газовия поток от ламинарен към турбулентен се основава на Число на Рейнолдс5, които влияят върху загубите на налягане, топлопреноса и характеристиките на смесване.
Число на Рейнолдс за газов поток:
Re = ρVD/μ
Къде:
- ρ = Плътност на газа (варира в зависимост от налягането и температурата)
- V = Средна скорост
- D = диаметър на тръбата
- μ = Динамичен вискозитет
Класификации на режимите на потока:
| Брой на Рейнолдс | Режим на потока | Характеристики |
|---|---|---|
| Re < 2300 | Ламинарен | Гладко, предвидимо течение |
| 2300 < Re < 4000 | Преход | Нестабилно, смесено поведение |
| Re > 4000 | Турбулентен | Хаотично, засилено смесване |
Режим на дозвуковия поток
Дозвуковото течение възниква, когато скоростта на газа е по-малка от местната скорост на звука, което позволява на смущенията в налягането да се разпространяват нагоре по течението.
Характеристики на дозвуковия поток:
- Число на Мах: M < 1.0
- Разпространение на налягането: Смущенията се разпространяват нагоре по течението
- Контрол на потока: Условията надолу по веригата се отразяват на цялата система
- Промени в плътността: Умерени, предвидими вариации
- Гъвкавост на дизайна: Възможни са множество решения
Приложения за дозвукови потоци:
- Повечето промишлени газоразпределителни системи
- ОВК и вентилационни системи
- Пневматични системи с ниско налягане
- Оборудване за химически процеси
- Обработка на газ в електроцентрали
Звуков поток (задушен поток)
Звуковият поток възниква, когато скоростта на газа е равна на локалната скорост на звука, което създава критични условия на потока с уникални характеристики.
Свойства на звуковия поток:
- Число на Мах: M = 1,0 точно
- Максимален масов поток: Не може да бъде превишена
- Независимост на налягането: Налягането надолу по течението не влияе на потока
- Критично съотношение на налягането: Обикновено около 0,53 за въздух
- Влияние на температурата: Значителен спад на температурата
Приложения на звуковия поток:
- Дюзи за газови турбини
- Предпазни клапани
- Устройства за измерване на потока
- Дюзи за ракетни двигатели
- Газови регулатори за високо налягане
Режим на свръхзвуковия поток
Свръхзвуковият поток се появява, когато скоростта на газа надхвърля скоростта на звука, създавайки ударни вълни и уникални явления в потока.
Характеристики на свръхзвуковия поток:
- Число на Мах: M > 1.0
- Ударни вълни: Внезапни промени в налягането и температурата
- Посока на потока: Информацията не може да пътува нагоре по течението
- Вълни на разширяване: Плавно намаляване на налягането
- Сложност на дизайна: Изисква специализиран анализ
Видове ударни вълни:
| Тип шок | Характеристики | Приложения |
|---|---|---|
| Нормален шок | Перпендикулярно на потока | Дифузори, входове |
| Косвен шок | Под ъгъл спрямо посоката на потока | Свръхзвуков самолет |
| Разширителен вентилатор | Постепенно намаляване на налягането | Дизайн на дюзата |
Хиперзвуков поток
Хиперзвуковият поток се появява при много високи числа на Мах (обикновено M > 5), при които допълнителни ефекти стават важни.
Хиперзвукови ефекти:
- Ефекти на реалния газ: Законът за идеалния газ се разпада
- Химични реакции: Дисоциация и йонизация
- Пренос на топлина: Екстремни ефекти на нагряване
- Вискозни ефекти: Взаимодействия в граничния слой
Как да изчислим и оптимизираме газовия поток в промишлени приложения?
Изчисленията на газовия поток изискват специализирани методи, които отчитат ефектите на сгъстяване, докато оптимизацията се фокусира върху минимизиране на потреблението на енергия и максимизиране на производителността на системата.
При изчисленията на газовия поток се използват уравненията за сгъстимия поток, корелациите на коефициента на триене и термодинамичните зависимости, а оптимизацията включва оразмеряване на тръбите, избор на ниво на налягане и конфигурация на системата с цел минимизиране на енергийните разходи.
Основни изчисления на газовия поток
Изчисленията на газовите потоци започват с фундаментални уравнения, модифицирани за ефектите на сгъстимия поток и реалните свойства на газа.
Изчисляване на масовия дебит:
ṁ = ρAV = (p/RT)AV
За задушен поток през отвор:
ṁ = CdA√(γρp)[2/(γ+1)]^((γ+1)/(2(γ-1)))
Къде:
- Cd = Коефициент на разтоварване
- A = площ на отвора
- γ = коефициент на специфична топлина
- ρ = Плътност по течението
- p = Налягане нагоре по течението
Изчисления на падането на налягането
Изчисленията на спада на налягането за газовия поток трябва да отчитат освен загубите от триене и ефектите на ускорение, дължащи се на разширяването на газа.
Общ спад на налягането Компоненти:
- Падане на налягането при триене: Заради напрежението на срязване на стената
- Падане на налягането при ускоряване: Поради увеличаване на скоростта
- Падане на налягането при издигане: Поради гравитационни ефекти
- Падане на налягането на фитинга: Поради смущения в потока
Формула за падане на налягането при триене:
Δpf = f(L/D)(ρV²/2)
Падане на налягането при ускоряване:
Δpa = ρ₂V₂² - ρ₁V₁² (за промени в зоната)
Анализ на потока на тръбопровода
Анализът на дълги тръбопроводи изисква повтарящи се изчисления поради променящите се свойства на газа по дължината на тръбопровода.
Стъпки за изчисляване на тръбопровода:
- Разделяне на тръбопровода: В сегменти с постоянни свойства
- Изчисляване на свойствата на сегмента: Налягане, температура, плътност
- Определяне на режима на потока: Ламинарен или турбулентен
- Изчисляване на падането на налягането: За всеки сегмент
- Актуализиране на свойствата: За следващия сегмент
- Итерация: До постигане на конвергенция
Опростено уравнение на тръбопровода:
p₁² - p₂² = (fLṁ²RT)/(A²Dρ₀)
Къде:
- p₁, p₂ = налягания на входа и на изхода
- f = Среден коефициент на триене
- L = дължина на тръбопровода
- ṁ = Масов дебит
- R = газова константа
- T = Средна температура
- A = площ на тръбата
- D = диаметър на тръбата
- ρ₀ = референтна плътност
Стратегии за оптимизиране на системата
Оптимизацията на системата за газови потоци балансира капиталовите разходи, оперативните разходи и изискванията за производителност, за да се постигнат минимални разходи за целия жизнен цикъл.
Параметри за оптимизация:
| Параметър | Въздействие върху системата | Стратегия за оптимизация |
|---|---|---|
| Диаметър на тръбата | Капиталови разходи спрямо спад на налягането | Изчисляване на икономическия диаметър |
| Работно налягане | Разходи за компресиране спрямо разходи за тръби | Оптимизиране на нивото на налягането |
| Поставяне на компресора | Ефективност срещу сложност | Оптимизиране на броя на етапите |
| Размер на топлообменника | Възстановяване на топлина спрямо капиталовите разходи | Икономичен топлообмен |
Икономическо оразмеряване на тръбите
Икономичното оразмеряване на тръбите балансира капиталовите разходи за тръбите спрямо разходите за енергия за изпомпване през целия експлоатационен период на системата.
Формула за икономическия диаметър:
D_economic = K(ṁ/ρ)^0.37
Където K зависи от:
- Разходи за енергия
- Разходи за тръби
- Живот на системата
- Лихвен процент
- Работни часове годишно
Измерване и контрол на потока
Точното измерване и контрол на газовия поток изисква разбиране на ефектите на сгъстимия поток върху измервателните устройства.
Съображения за измерване на потока:
- Диафрагмени плочи: Изискване за корекции на сгъстимостта
- Метри на Вентури: По-малко чувствителен към сгъстяването
- Турбинни измервателни уреди: Влияние на промените в плътността на газа
- Ултразвукови измервателни уреди: Изисква се температурна компенсация
- Кориолисови измервателни уреди: Директно измерване на масовия поток
Изчислителна динамика на флуидите (CFD)
Сложните системи за газови потоци се възползват от CFD анализ за оптимизиране на работата и прогнозиране на поведението при различни работни условия.
Приложения на CFD:
- Сложни геометрии: Неправилни форми и фитинги
- Пренос на топлина: Комбиниран анализ на потока и термичен анализ
- Анализ на смесването: Вариации на газовия състав
- Оптимизация: Проучвания на проектните параметри
- Отстраняване на неизправности: Идентифициране на проблеми с потока
Неотдавна работих с канадски инженер по нефтохимия на име Дейвид Уилсън в Алберта, чийто завод за преработка на газ имаше проблеми с ефективността. С помощта на CFD анализ, съчетан с подходящи изчисления на газовия поток, идентифицирахме зони на рециркулация, които причиняват 20% енергийни загуби. След въвеждането на промени в проекта потреблението на енергия намаля със 18%, като същевременно се увеличи капацитетът на преработката.
Заключение
Принципите на газовите потоци регулират поведението на сгъстимите флуиди чрез закони за запазване, модифицирани за промените в плътността, което изисква специализирани методи за анализ, отчитащи взаимодействията налягане-температура-скорост и ефектите на сгъстимост, които са коренно различни от тези при течните поточни системи.
Често задавани въпроси относно принципите на газовия поток
Какъв е основният принцип на газовия поток?
Газовият поток работи на принципа на запазване на масата, импулса и енергията, модифициран за поведението на сгъстимия флуид, при който плътността на газа се променя в зависимост от налягането и температурата, създавайки взаимодействия между скоростта, налягането и температурата.
По какво се различава потокът на газ от потока на течност?
Потокът на газ включва значителни промени в плътността, ограничения на звуковата скорост, свързване на температурата и налягането и явления на задушаване на потока, които не се срещат в системите за поток на несвиваема течност.
Какво представлява запушеният поток в газовите системи?
Задушаването на потока се получава, когато скоростта на газа достигне звукови условия (Mach = 1,0), ограничавайки максималния масов дебит, независимо от намаляването на налягането надолу по веригата, което обикновено се среща в дюзите и контролните клапани.
Как се изчислява дебитът на газа?
При изчисляването на дебита на газа се използва уравнението ṁ = ρAV, където плътността се променя в зависимост от налягането и температурата в съответствие със закона за идеалния газ, което изисква итеративни решения за сложни системи.
Какви фактори влияят върху поведението на газовия поток?
Ключовите фактори включват свойствата на газа (молекулно тегло, специфично съотношение на топлината), геометрията на системата (диаметър на тръбата, фитинги), работните условия (налягане, температура) и ефектите на топлопренасяне.
Защо числото на Мах е важно за газовия поток?
Числото на Мах (скорост/звукова скорост) определя характеристиките на режима на потока: дозвуковият поток (M1) генерира ударни вълни.
-
Обяснява основната разлика между сгъстимия поток, при който плътността на флуида се променя значително с налягането, и несгъстимия поток, при който плътността се приема за постоянна - ключова разлика между динамиката на газовете и течностите. ↩
-
Предоставя преглед на уравненията на Навие-Стокс - набор от частни диференциални уравнения, които са в основата на механиката на флуидите и описват движението на вискозни флуидни вещества въз основа на запазването на импулса. ↩
-
Предлага подробно определение на числото на Мах - безразмерна величина в динамиката на флуидите, представляваща отношението на скоростта на потока покрай границата към местната скорост на звука, която се използва за класифициране на режимите на потока. ↩
-
Описва явлението "задушен поток" - гранично състояние при сгъстимия поток, при което масовият дебит не може да се увеличи при по-нататъшно намаляване на налягането надолу по веригата, тъй като скоростта в най-тясната точка е достигнала скоростта на звука. ↩
-
Обяснява числото на Рейнолдс - ключова безразмерна величина в механиката на флуидите, която се използва за прогнозиране на моделите на потока, като помага да се разграничат ламинарните (гладки) и турбулентните (хаотични) режими на потока. ↩
