Диаметр проволоки пружины обозначим δ, ход винта - s,плотность жидкости - ρ, ее кинематическая вязкость η.
Сила, действующая на жидкость со стороны одного витка проволочного винта, равна лобовому сопротивлению обтекающего его потока и вызывается разностью давлений по обе стороны потока и напряжениями трения. Перепад давления по потоку, обтекающего виток проволоки, определяется по формуле: 
, в которую подставляется скорость смеси u0, и коэффициент сопротивления ξ.
В случае подъема жидкости и движения проволочного винта в канале скорость перемещения жидкости относительно пружины 
, где u - линейная осевая скорость движения проволочного винта, а 
- осевая скорость жидкости относительно канала. Запишем уравнение Бернулли данного движения для объема, соответствующего шагу s винта вдоль оси z ,
(1)
где hw - потери напора в трубопроводе на данном участке.
Принимая во внимание, что шаг винта пружины равен -20...60 мм, то на такой длине потери напора в уравнении (4) можно не учитывать. Тогда, подставив значение перепада давления из-за движения пружины из формулы:
, (2)
в уравнение (1), получим уравнение для определения осевой скорости жидкости
(3)
Приведем его к виду, удобному для решения, и получим квадратное уравнение относительно :
. (4)
Дискриминант этого уравнения равен: 
. При 
, величина дискриминанта всегда положительна D >0, а при ξ<1 дискриминант положителен D>0 только при 
. В этом случае линейная скорость движения должна удовлетворять неравенству: 
. Далее, решая это квадратное уравнение, получаем значение скорости движения жидкости по трубопроводу:
, при ξ ≠1. (5)
Знак выбирается из физических условий, чтобы скорость движения была положительной.
В случае, когда коэффициент сопротивления ξ=1 из уравнения (4) следует решение: 
. Критическая скорость 
при =0.
Полученная теоретическая зависимость (5) позволяет, к тому же по значению критической частоты вращения (скорости пружины), при которой начинается подъем жидкости, определить истинное значение коэффициента ξ. Коэффициент осевого отставания материала 
можно определить из формулы
(5),
и при 
; 
,
что совпадает с результатами эксперимента и подтверждает механизм движения жидкости в сложных условиях вращения пружинного винта в канале и позволяет использовать полученные в работе данные при разработке и конструировании насосов и устройств, для транспортирования различных жидкостей.
Библиографическая ссылка
Исаев Ю.М., Артемьев В.Г, Губейдуллин Х.Х ИЗМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОТСТАВАНИЯ ОСЕВОЙ СКОРОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ЖИДКИХ КОРМОВ ИЗ ЕМКОСТЕЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 6. – С. 65-66;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23233 (дата обращения: 23.11.2024).