Streszczenie: Głównym celem niniejszej książki jest zapoznanie Czytelnika z podstawowymi prawami i równaniami mechaniki płynów rzeczywistych. Książka podzielona jest na dwie części. Pierwsza z nich dotyczy klasycznej mechaniki płynów, gdzie przedmiotem rozważań jest model płynu doskonałego oraz cieczy spełniającej prawo tarcia wewnętrznego Newtona. W części tej przedyskutowano najważniejsze zagadnienia statyki, kinematyki i dynamiki płynów lepkich w oparciu o główne zasady fizyki oraz omówiono podstawowe pojęcia, równania i metody badania ruchu płynów. Większość cieczy występujących w przyrodzie odbiega jednak znacznie swym zachowaniem się reologicznym od newtonowskiego modelu cieczy rzeczywistych, opartego na hipotezie prostej proporcjonalności pomiędzy naprężeniem stycznym i szybkością ścinania. Zagadnieniami tymi zajmuje się mechanika cieczy nienewtonowskich. Jest to stosunkowo młody, ale w ostatnich latach dynamicznie rozwijający się dział mechaniki płynów. Integralną, drugą część książki stanowią rozdziały 10-14 poświęcone procesom przepływowym cieczy nienewtonowskich w rurach oraz anormalnym zjawiskom wywołanych złożoną strukturą cieczy nienewtonowskich. Ranga zawartej tam tematyki ustawicznie wzrasta z uwagi na ciągły i dynamiczny rozwój, zwłaszcza przemysłu chemicznego, petrochemicznego, spożywczego, rolnictwa. itp. Ekologiczny aspekt rozważanych w pracy zagadnień przepływowych odgrywa również istotną rolę przy projektowaniu aparatury i instalacji przemysłowych. Wynika to z faktu, że notujemy ostatnio gwałtowny rozwój surowców, półproduktów i produktów przetworzonych, które wykazują własności reologiczne charakterystyczne dla cieczy nienewtonowskich oraz cieczy przepływających w rurociągach, Jednym z podstawowych zagadnień technicznych, o pierwszoplanowym znaczeniu utylitarnym, jest przepływ cieczy rzeczywistych w rurociągach. Dlatego m.in. podjęto próbę usystematyzowania i zapoznania Czytelnika ze stosowanymi aktualnie metodami przewidywania oporów przepływu cieczy nienewtonowskich w rurach. Z dydaktycznego punktu widzenia przyjęto następujący układ książki: Najważniejsze wzory i równania, przedstawione w kartezjańskim układzie współrzędnych, zostały obramowane i zacienione. Alternatywne wzory w skróconym, tensorowym zapisie Einsteina zostały przedstawione w ramkach bez zacienienia. Ideę przewodnią skróconego zapisu tensorowego, podstawy teorii pola oraz podstawową metodę Reylihga analizy wymiarowej omówiono w "Dodatku". Najważniejsze definicje i twierdzenia zostały ujęte w ramkach, natomiast drukiem wytłuszczonym wyróżnione zostały najczęściej używane terminy i określenia używane w mechanice płynów newtonowskich i nienewtonowskich Niniejsza książka przeznaczona jest dla studentów i wykładowców przedmiotu "mechanika płynów" na wydziałach : mechanicznych, inżynierii chemicznej i procesowej, energetyki wyższych uczelni technicznych oraz inżynierów specjalizujących się w projektowaniu procesów przepływowych w inżynierii sanitarnej i ochronie środowiska.

---

 

Spis treści

Część pierwsza: Podstawy mechaniki płynów

1. Podstawowe pojęcia i definicje

2. Statyka płynów

3. Kinematyka płynów

4. Dynamika płynu doskonałego

5. Dynamika płynów rzeczywistych

6. Uproszczone formy równań Naviera-Stokesa

7. Ruch turbulentny

8. Turbulentna warstwa przyścienna

9. Opory przepływu cieczy newtonowskich w rurach

Część druga: Podstawy dynamiki przepływów cieczy nienewtonowskich

10. Charakterystyka i podział płynów nienewtonowskich

11. Anormalne efekty wywołane lepkosprężystością cieczy

12. Laminarny przepływ reostabilnych cieczy nienewtonowskich w rurach

13. metody obliczania oporów przepływu reostabilnych cieczy nienewtonowskich w rurach gładkich

14. Anormalne zjawiska przepływowe wywołane dodatkami wielkocząsteczkowych polimerów

Dodatek

D1. Konwencja zapisu tensorowego Einsteina i podstawy teorii pola

D2. Podstawy analizy wymiarowej