Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Возникновение водоворота

Название: Возникновение водоворота
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Добавлен 14:22:26 29 сентября 2005 Похожие работы
Просмотров: 1047 Комментариев: 6 Оценило: 2 человек Средний балл: 3.5 Оценка: неизвестно     Скачать

АЛЯМКИН АЛЕКСЕЙ

Сила Кориолиса

Если налить полную ванну воды, а затем вытащить пробку, то небольшая воронка возникнет на исходе вытекания воды. Вода в ванне или в каком-либо ином сосуде с дыркой на дне всегда закручивается в одну сторону. Даже если воду раскрутить рукой в другом направлении, то, преодолев насилие, она вернет свою природную закрутку. Это связано с силой Кориолиса, которая вызвана вращением Земли вокруг своей оси, причем вектор силы изменяется с широтой. В северном полушарии вода закручивается по часовой стрелке, в южном - против, на экваторе - сливается без вихрей, а на полюсах совсем не течет. Сила Кориолиса является силой инерции. Эта сила действует на тело только тогда, когда неинерциальная система отсчета вращается, а тело движется относительно нее.

Kориолисова сила инерции:

, где m - масса тела, v - скорость поступательного движения,

- скорость вращательного движения тела.

Рассчитаем силу Кориолиса, действующую на человека массой m=60 кг, движущегося со скоростью v=1 м/c, находящегося на географической широте :

.

.

Кориолисово ускорение на нашей широте очень мало, поэтому мы его не ощущаем. Но с силой Кориолиса связаны такие природные явления, как подмытие правых берегов рек, движущихся в меридиональном направлении, или возникновение смерчей и т.д.

Принцип измерения сил Кориолиса

В качестве датчика используется U-образная трубка, помещенная в электромагнитное поле регулируемой частоты. Под действием этого поля трубка колеблется, причем амплитуда колебаний будет наибольшей на частоте резонанса (рис. 1, а).

Рис. 1. Принцип измерения, построенный на определении силы Кориолиса (FC):

а - колебания трубки; б - возникновение сил Кориолиса; в - поворот трубки ; FE - сила э.м. поля; - угол поворота .

Изменение массы вызывает изменение резонансной частоты. Это изменение частоты измеряют и оценивают, на базе чего определяют изменение массы. Поскольку геометрические размеры трубки не меняются, то изменения резонансной частоты определяются массой протекающей через трубку жидкости. Мгновенное значение объема заполняющей трубку жидкости постоянно и определяется неизменными размерами трубки, поэтому изменение резонансной частоты может определяться только плотностью протекающей жидкости.

Жидкость, протекающая в трубке, взаимодействует с импульсами колебаний последней (рис. 1, б). Если, например, трубка движется вверх, то протекающая в ней жидкость давит на нее вниз, замедляя движение трубки. Одновременно жидкость получает от трубки импульс, направленный вверх. На выходе из трубки этот импульс действует таким образом, что движение петли в этом месте усиливается. В то же время на входе движение трубки тормозится, в результате чего образуется момент вращения, стремящийся повернуть датчик (рис. 1, в). Если трубка движется вниз, то момент ее вращения будет направлен в другую сторону. Это явление называется эффектом Кориолиса.

Угол поворота датчика пропорционален массе протекающей жидкости и служит ее мерой. При отсутствии потока угол поворота равен нулю. Когда плотность и масса протекающей жидкости определены, можно делать вывод о ее объеме.

На базе высокой технологии изготовления датчика и современной электронной системы обработки результатов измерений промышленность выпускает приборы, диапазон измерений которых оценивается соотношением 1:200 (обычные системы имеют диапазон измерения 1:10). Точность измерения новых приборов составляет 0,1 %, обычных 0,3 %.

Движение воды в водовороте.

Пусть в воде находится тело, таких размеров, что его взаимодействием с молекулами воды можно пренебречь. Тело совершает вращательное движение вокруг центра О на расстоянии R1 от него со скоростью . R2 v1

Момент импульса этого тела

L равен:

. O m

Представим теперь, что это тело вращается

вокруг центра О на расстоянии R2 <R1 R1

со скоростью , тогда:

.

Выразим отсюда величину :

, т.е. приближение к центру вращения приводит к увеличению скорости тела.

Напишем выражения для угловых скоростей:,

.

Отсюда следует, что угловая скорость возрастает обратно пропорционально квадрату радиуса, то есть увеличение частоты вращения может быть очень большим.

Сравним кинетическую энергию тел, находящихся на расстояниях R1 и R2 от центра О:

,

.

Ускорение вращения связано с таким же увеличением кинетической энергии тела. Это возможно благодаря тому, что потенциальная энергия опускающейся воды уменьшается, и по закону сохранения энергии она используется на увеличение кинетической энергии, то есть на увеличение скорости движения.

Турбулентность.

При малых скоростях наблюдается упорядоченное течение жидкости (газа), при котором жидкость (газ) перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения. Такое течение называется ламинарным. С увеличением скорости в некоторый момент режим течения меняется, оно становится турбулентным.

Необычность явления заключается в том, что картина течения жидкости изменяется во времени, даже если внешние условия постоянны. Например, в турбулентном течении в трубе при неизменном перепаде давления на концах трубы скорость жидкости в любой точке пульсирует, меняется во времени. При таком течении жидкости или газа отдельные элементы течения совершают неустановившиеся движения по сложным траекториям. В таких течениях образуются многочисленные вихри различных размеров, поэтому скорость частиц, температура, давление, плотность меняются при переходе от точки к точке и во времени не регулярно. Это приводит к интенсивному перемешиванию вещества.

Систематическое изучение турбулентности начал О.Рейнольдс в конце прошлого века. Он изучал течение жидкости в трубе, для визуализации течения он подкрашивал жидкость в центре сечения трубы. При малом перепаде давления подкрашенная струйка жидкости не смешиваясь с остальной жидкостью в объеме трубы, спокойно текла вместе с ней. При некотором критическом перепаде давления по подкрашенной струйке появлялись волнообразные движения. При очень большом перепаде давления скорость движения внутри трубы было быстрым и хаотичным, струйка сразу же размешивалась по трубе. Рейнольдс проводил опыты с разными размерами труб и жидкостями и выяснил, что переход от стационарного течения жидкости к меняющемуся во времени происходит, когда некоторая безразмерная комбинация скорости жидкости, ее вязкости и размеров трубы достигает одного и того же значения. Эта безразмерная комбинация имеет вид:

,

где v - характерная скорость движения жидкости, L - характерные размеры течения, а s - кинематическая вязкость жидкости. Число Re называется числом Рейнольдса, и его численное значение в основном и определяет характер течения жидкости: при малом числе Рейнольдса течение ламинарно (гладкое регулярное течение), а при большом -- турбулентное (нерегулярное, в течении присутствуют вихри гораздо меньшего размера, чем размеры трубы).

Характерные значения чисел Рейнольдса, при которых постоянство течения изменяется, и появляются волнообразные движения, это десятки. Развитая турбулентность (когда движение на глаз действительно хаотично) наступает при числах Рейнольдса порядка тысячи.

Качественная картина развитой турбулентности была дана Л.Ричардсоном в начале нашего века. Если мы мешаем ложкой жидкость в стакане, то мы создаем течения с размером порядка размера стакана (или ложки). Вязкость жидкости действует на течение тем сильнее, чем меньше характерный размер течения (больше градиент скорости). Если число Рейнольдса большое, то на эти крупномасштабные движения она действует слабо, эти движения за счет вязкости затухали бы очень долго. Уравнение движения жидкости (уравнение Навье- Стокса ) не линейно (это связано с тем, что скорость жидкости переносится самой скоростью), и эти крупномасштабные движения неустойчивы. Они дробятся на более мелкие вихри, те в свою очередь на еще более мелкие. В конце концов, на самых маленьких масштабах вступает в действие вязкость, и самые мелкие вихри затухают за счет вязкости. Эта картина получила название прямого каскада (каскад от больших масштабов в маленькие).

Из-за вязкости кинетическая энергия движения жидкости постепенно переходит в тепло. Мешая ложкой, мы вкачиваем энергию в жидкость, а она диссипирует (исчезает). В динамическом равновесии энергии исчезает столько же, сколько мы ее вкачиваем. Нетривиальным является тот факт, что создаваемые ложкой крупномасштабные движения не зависят от коэффициента вязкости. При одинаковом крупномасштабном движении и при разных коэффициентах вязкости диссипация энергии одинакова. Это странно потому, что вроде бы энергии исчезает тем меньше, чем меньше вязкость. Разгадка состоит в том, что при меньшем коэффициенте вязкости энергия диссипирует просто в более мелких масштабах течения жидкости, что и обеспечивает одинаковый уровень диссипации энергии.

В середине нашего века Колмогоров предположил, что картина турбулентного течения практически не меняется, если мы растянем все длины в несколько раз (гипотеза масштабной инвариантности или скейлинга). Кроме того, он предположил, что вихри очень разных размеров не взаимодействуют (большой вихрь просто переносит маленький, не меняя течения внутри него). Из этого он получил, что число вихрей масштаба l зависит от l степенным образом. Гипотеза Колмогорова в получила экспериментальное подтверждение, хотя наблюдаются отличия реального турбулентного движения от картины, предсказываемой теорией Колмогорова (аномальный скейлинг).

Теория гидродинамической турбулентности в завершенном виде не создана, и является одной из важных проблем современной теоретической физики. Широко распространены так называемые полуэмпирические теории турбулентности (решается не само уравнение Навье- Стокса, а упрощенное уравнение, делаются неконтролируемые предположения). Если воспринимать турбулентное течение как случайное, то пока неизвестна даже сама функция распределения для течения (неизвестен вес, с которым нужно усреднять наблюдаемые величины).

Гидродинамическая турбулентность является сильной в том смысле, что нелинейность уравнений движения жидкости при больших числах Рейнольдса играет определяющую роль. В некоторых физических ситуациях (например, гравитационные волны на поверхности жидкости) нелинейность является малой, хотя также наблюдается каскадный режим. Такую турбулентность называют слабой, и ее теория развита во второй половине нашего века, главным образом усилиями выпускника НГУ В.Е.Захарова (сейчас он является директором Института теоретической физики им. Л.Д.Ландау в Москве).

В теории картина турбулентности сильно зависит также от размерности пространства, это связано с тем, что в каскаде с больших масштабов в маленькие может переноситься разные величины (в трехмерной турбулентности это энергия, в двухмерной - квадрат завихренности). В двухмерной турбулентности имеет место также перенос энергии из малых масштабов в большие (обратный каскад).

В практической эксплуатации измеряют массу топлива. Результат измерения не зависит от давления и температуры. Поскольку поставляемое топливо учитывают в тоннах, то масса является наиболее приемлемым параметром для раздаточных колонок.

Возникновение водоворота

Если мы вы-тащим пробку из ванны, то в отверстии возникает область пони-женного давления, в которую устрем- ляются молекулы воды. При движении частиц в воде к центру отверстия на них действует сила Кориолиса, в данном случае она максимальна.

При движении под действием силы тяжести сила Кориолиса действует вдоль радиуса, поэтому вращения не происходит и, следовательно, водоворот не наблюдается.

Частицы воды начинают вращаться. На вращающиеся частицы действует сила тяжести и центробежная сила. Сила тяжести направлена верти-кально вниз. Центробежная сила при приближении к оси возрастает. Равнодействующая сила F направлена наклонно. У жидкостей есть свойство, что их поверхность должна быть перпендикулярна равнодействующей силе, следовательно, поверхность воды, практически горизонтальная вдали от оси, все более наклоняется и переходит в вертикаль в самой узкой части воронки.

Список литературы

1. Х. Кухлинг «Справочник по физике», 1982г.

2. А.А. Пинский «Физика 10 класс», 1997г.

3. А.А. Детлаф, Б.М. Яворский «Курс физики», 1989г.

4. Л.Г. Лойцянский «Механика жидкости и газа», М., 1978г.

5. Д.В. Сивухин «Курс общей физики», т.1 Механика, Москва, 1989г.

Рис. 1. Принцип измерения, построенный на определении силы Кориолиса (Fк ):

а - колебания трубки датчика; б - возникновение сил Кориолиса; в - поворот трубки датчика; FE - сила электромагнитного поля; - угол поворота датчика.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений21:42:56 18 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
13:46:53 24 ноября 2015
полная ху
14:01:13 30 января 2011
говно
ФИЗИК14:55:23 07 мая 2008
редиска епучий
мля18:24:03 23 апреля 2006

Смотреть все комментарии (6)
Работы, похожие на Реферат: Возникновение водоворота
Лекции по гидравлике
Введение Гидравлика представляет собой теоретическую дисциплину, изучающую вопросы, связанные с механическим движением жидкости в различных природных ...
Поступательному движению жидкости часто сопутствует вихревое движение, вызванное вращением элементарного объёма жидкости вокруг некоторой оси Такое вращение жидкости называется ...
Рейнольде менял длину и диаметр трубки, вязкость жидкости, количество подкрашенных струек жидкости и установил, что эффект перемешивания (смена режима течения жидкости) зависит от ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 14637 Комментариев: 12 Похожие работы
Оценило: 23 человек Средний балл: 3.6 Оценка: 4     Скачать
Гидропневматические машины и приводы
Тестовые задания по дисциплине "Гидропневматические машины и приводы" Инженерно-физический факультет 050724 - Технологические машины и оборудование ...
A) скорость и вязкость жидкости.
Определить критическую скорость в трубопроводе, если диаметр трубы , кинематический коэффициент вязкости .
Раздел: Промышленность, производство
Тип: контрольная работа Просмотров: 1234 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Лекции по физике
... 1. Предмет, задачи и методы аэрогидромеханики. Задачи аэрогидродинамического расчёта. 2. Классификация видов и режимов движения жидкости. 3. Сравнение ...
Потери напора и распределение скоростей могут сильно меняться в зависимости от диаметра трубы, скорости движения, вязкости жидкости и шероховатости стенок труб.
При малых числах Рейнольдса жидкость обтекает выступы шероховатости без образования и отрыва вихрей благодаря значительному влиянию вязкости жидкости, свойства поверхности стенок ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 3258 Комментариев: 5 Похожие работы
Оценило: 4 человек Средний балл: 2.5 Оценка: неизвестно     Скачать
Ферромагнитные жидкости
ФЕРРОМАГНИТНЫЕ ЖИДКОСТИ Учебное пособие Введение Глава 1. Магнитодипольное взаимодействие в магнитных жидкостях и особенности их намагничивания. §1 ...
Подробное описание большинства подобных методик приведено в работе [3]. В результате получают магнитные жидкости, вязкость которых при намагниченности насыщения 50 - 60 кА/м может ...
Как видно из схематического представления структуры электрогидродинамических вихревых течений (рис.37), скорость жидкости в различных областях слоя жидкости различна и изменяется ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: учебное пособие Просмотров: 1306 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Интеллектуальные датчики
Введение Одной из наиболее важных проблем, возникающих при создании и эксплуатации судовых технических систем, является обеспечение требуемого ...
В генераторных происходи! преобразование энергии измеряемой неличины в ЭДС постоянного или переменною тока Системы, состоящие из одного датчика, могут давать лишь частичную ...
Например, для обнаружения присутствия используют ультразвуковые датчики с высокой чувствительностью к шуму, турбулентности воздуха из-за тепловых воздействий и колебаний штор и ...
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: дипломная работа Просмотров: 13775 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 8 человек Средний балл: 4.5 Оценка: 5     Скачать
Проект реконструкции цеха первичной переработки нефти и получения ...
Введение На ОАО "Сургутнефтегаз" производят дорожный битум, дизельное топливо и бензиновую фракцию. Все эти производства на сегодняшний день нашли ...
Скорость движения электризующихся жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты, если имеется возможность образования взрывоопасных концентраций газовоздушных смесей, должна ...
При заполнении порожнего резервуара, жидкостью имеющей удельное объемное электрическое сопротивление более 10 см/м, скорость закачки ограничивается до 1,2 м/сек, до момента когда ...
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат Просмотров: 16053 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Повышение качества полиэтиленовых газопроводных труб
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ...
Скорость экструзии обычно выбирается из условия исключения эластической турбулентности (дробления расплава и появления шероховатости) или в зависимости от скорости охлаждения трубы ...
Чтобы исключить это, в ваннах обеспечивается интенсивное перемешивание жидкости, для чего устанавливают барботажные трубки, разбрызгивающие форсунки или создают спиральный поток ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 4370 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Строительство газопроводов из полиэтиленовых труб
Методический материал для студентов 3-4 курса (конспекты лекций) Строительство газопроводов из полиэтиленовых труб Дисциплина: Монтаж оборудования и ...
Соединительные детали используют как для сварки труб, так и для изменения диаметра, поворотов, ответвлений соединение со стальными трубами.
Поочередно поворачивая буровую головку в ту или иную сторону перемежая процесс вдавливания с процессом вращения, добиваются формирования подземного канала требуемого профиля, угол ...
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: учебное пособие Просмотров: 15422 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Оборудование летательных аппаратов
Практическая работа N12-6 СИСТЕМА ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ СВС-72-3 (Продолжительность практической работы - 4 часа) I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы ячвляется ...
на выходе датчика угла при любом вращении ЛА и связанного с ним датчи-
рачиваться вокруг оси Z. Угол 7 b 0 поворота маятника с помощью датчика
Раздел: Рефераты по авиации и космонавтике
Тип: реферат Просмотров: 11092 Комментариев: 8 Похожие работы
Оценило: 9 человек Средний балл: 3.7 Оценка: 4     Скачать
Отчет о практике специальности Разработка и эксплуатация нефтегазовых ...
Оглавление 1. Введение 2. Технология бурения скважины 2.1. Породоразрушающий инструмент 2.2. Устройство буровой установки 3. Вскрытие и освоение ...
Интенсивность разрушения будет зависеть от скорости вращения долота, от усилия, с которым долото будет давить на породу, и от скорости очистки от выбуренной породы.
Вертлюг - узел, обеспечивающий подачу промывочной жидкости к буровому долоту через колонну бурильных труб в процессе ее вращения.
Раздел: Остальные рефераты
Тип: реферат Просмотров: 16636 Комментариев: 12 Похожие работы
Оценило: 29 человек Средний балл: 4.4 Оценка: 4     Скачать

Все работы, похожие на Реферат: Возникновение водоворота (1693)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(151145)
Комментарии (1843)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru