Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Режимы движения жидкостиСтр 1 из 6Следующая ⇒ Гидравлические сопротивления Режимы движения жидкости Одна из основных задач практической гидравлики - оценка потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений, возникающих при движении реальных жидкостей в различных гидравлических системах. Точный учет этих потерь во многом определяет надежность технических расчетов. Рисунок 31 – Схема установки Рейнольдса
Рейнольдс пропускал жидкость из бака Б, в котором с помощью перелива 7 поддерживался постоянный уровень, через стеклянные трубки различного диаметра, регулируя скорость движения жидкости в них кранами 1 и 5. По тонкой трубке 3 с заостренным концом ко входу в стеклянную трубку 4 подводилась окрашенная жидкость из сосуда 2. Средняя скорость V в трубке 4, имеющей площадь живого сечения ω определялась по объему жидкости W, поступившей в мерный сосуд 6 за время t (рис.31). Как показывают исследования, структура потока при различных скоростях течения различна. При малых скоростях течения в потоке жидкости появляются окрашенные струйки. Они движутся прямолинейно, без пульсаций, не перемешиваясь с соседними слоями жидкости (рис. 31а). Такое параллельно-струйное, спокойное движение жидкости без поперечного перемешивания и при отсутствии пульсации скорости и давления называют ламинарным (слоистым) режимом движения жидкости. При постепенном увеличении скорости движения жидкости при некоторой скорости течения параллельно-струйное движение нарушится, окрашенные струйки станут пульсирующими, появятся разрывы. А при дальнейшем увеличении скорости окрашенные струйки исчезнут, перемешавшись с потоком жидкости (рис. 316). Движение станет беспорядочным вследствие пульсации скоростей и давления, что и приводит к перемешиванию частиц жидкости. Движение жидкости, во время которого происходит пульсация скоростей и давления, называют турбулентным (беспорядочным) режимом движения. Обобщив результаты своих опытов, Рейнольдс нашел общие условия, при которых возможны существование того или иного режима или переход одного режима к другому. Он установил, что основными факторами, определяющими характер режима, являются: средняя скорость движения жидкости V, внутренний диаметр трубы d, плотность жидкости ρ и динамическая вязкость η. Для характеристики режима движения Рейнольдс ввел безразмерный параметр Re, учитывающий влияние перечисленных факторов, называемый числом (или критерием) Рейнольдса. но , тогда . Границы существования того или иного режима движения жидкости определяются двумя числами Рейнольдса, которые называются критическими: нижним ReKP.H.=2320 и верхним ReKp.B.=13800 (сам Рейнольдс получил несколько иные значения ReKP.H.=2000 ReKp.B.=12000). Значения скоростей, соответствующие этим значениям числа Рейнольдса, также называют критическими (нижней критической Vh.k. и верхней критической Vb.k.). Таким образом, при Re < ReKP.H (соответственно, V< Vh.k) возможен только ламинарный режим, при Re> ReKp.B (V> Vв.к) - турбулентный, а при ,или .) наблюдается неустойчивое состояние потока. Тогда, для определения характера режима движения жидкости необходимо в каждом отдельном случае вычислять число Рейнольдса Re=Vd /ν и сравнивать результат с критическими значениями. В настоящее время при расчетах принято исходить только из нижнего значения критического числа Рейнольдса Reкp.=2320 и считать режим ламинарным при Re < 2320, а турбулентным при Re> 2320. При этом движение в неустойчивой зоне исключается из рассмотрения, что приводит к некоторому запасу и большей надежности в гидравлических расчетах. С физической точки зрения критерий Re есть отношение сил инерции потока к силам трения при его движении. Определение режима движения жидкости в практических расчетах имеет очень важное значение. Опыты показали, что потери напора по длине потока при ламинарном режиме движения пропорциональны средней скорости в первой степени: , где: - потери напора по длине потока; кл -коэффициент пропорциональности; V - средняя скорость течения потока Для турбулентного режима движения потери напора по длине потока пропорциональны средней скорости в степени n: где: n – показатель степени, изменяющийся от 1,75 до 2. Покажем на графике (рис. 32) соотношение между потерями напора и числом Re. Как видно, с увеличением числа Рейнольдса показатель степени увеличивается. При развитой турбулентности n=2. Следовательно, при определении потерь напора надо знать характер режима движения, а затем уже выбрать соответствующую формулу для определения потерь напора.
Рисунок 32 - Зависимость
|