История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2019-09-26 | 745 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Ламинарное движение является строго упорядоченным, слоистым движением без перемешивания жидкости. При этом будут иметь место только скорости, параллельные оси трубы, поперечные же скорости отсутствуют. В таком случае движущаяся жидкость как бы разделяется на бесконечно большое число бесконечно тонких, концентрично расположенных цилиндрических слоев, параллельных оси трубы и движущихся один внутри другого с различными скоростями, увеличивающимися в направлении от стенок к оси трубы (рис. 5.6).
Рисунок 5.6 – Схема ламинарного режима движения жидкости
При этом скорость в слое, непосредственно соприкасающемся со стенками, вследствие прилипания равна нулю, а максимального значения она достигает в слое, движущемся по оси трубы. От стенок трубы к ее оси скорости нарастают плавно.
Закон распределения скоростей в поперечном сечении круглой трубы при ламинарном режиме, известный под названием закона Стокса выражается формулой
, (5.5)
где – гидравлический уклон, умноженный на ρg
(эта величина является постоянной вдоль прямой
трубы постоянного диаметра).
r – радиус трубы.
Кривая, изображающая эпюру скоростей, является параболой второй степени с осью, совпадающей с осью трубы.
Максимальная скорость, имеющая место в центре сечения при
. (5.6)
Применяя закон распределения скоростей можно выразить формулу для определения объемного расхода жидкости
или
, (5.7)
|
называемая формулой Гагена-Пуазейля.
Особенности и механизм турбулентного течения
Движение жидкости становится турбулентным при достижении числом Рейнольдса критического значения. От стенок трубы отрываются отдельные частицы жидкой массы, попадающие внутрь потока и своим перемещением нарушающие существование упорядоченного движения жидкости.
Несмотря на то, что в общем случае турбулентное движение жидкости является неустойчивым, если рассматривать некоторые усредненные по времени характеристики потока - среднюю скорость, среднее распределение скоростей по сечению, среднее давление, средние величины пульсаций, а также среднее значение расхода, то во многих случаях они могут оказаться постоянными.
схематизированной модели турбулентного потока. По этой схеме, предложенной в 30-х годах XX века немецким физиком Л. Прандтлем, у стенок образуется весьма тонкий слой, в котором скорость изменяется не скачкообразно, а непрерывно и движение жидкости происходит по законам ламинарного режима, называемый ламинарным подслоем. Основная же центральная часть потока – ядро, связанная с ламинарным подслоем короткой переходной зоной движется турбулентно с почти одинаковой для всех частиц жидкости осредненной скоростью (рис. 5.11).
Рисунок 5.11 –Схематизированная модель турбулентного потока
В пределах ламинарного подслоя скорость резко нарастает от нуля на стенке трубы до некоторой конечной величины υл на его границе. Толщина ламинарного подслоя – δл очень мала. Поэтому при увеличении скорости потока толщина ламинарного подслоя δл уменьшается и при больших числах Re ламинарный подслой практически исчезает.
Вследствие наличия на стенке трубы выступов шероховатости в ламинарном подслое происходит возникновение вихреобразований, проникающих затем в турбулентное ядро и постепенно там затухающих.
Известно, что поверхность твердых стенок, ограничивающих поток жидкости, обладает той или иной шероховатостью.
|
Шероховатость характеризуется величиной и формой различных, порой самых незначительных по размерам, выступов и неровностей, имеющихся на поверхности стенок, и зависит от материала стенок и чистоты обработки их поверхности.
В качестве основной характеристики шероховатости служит так называемая абсолютная шероховатость, ∆, представляющая собой средний размер указанных выступов и неровностей, измеренный в единицах длины.
Рисунок 5.14 – К понятию шероховатости стенок
Если размер выступов шероховатости, ∆ будет меньше толщины ламинарного подслоя, δ (т.е. δ>∆), неровности поверхности стенки будут полностью погружены в него, и шероховатость поверхности стенки не будет оказывать никакого влияния на коэффициент гидравлического трения λ. Ядро потока будет соприкасаться не с выступами шероховатости, а с ламинарным подслоем жидкости, скользя по его поверхности как по гладкой трубе. В этом случае труба называется гидравлически гладкой, и коэффициент гидравлического трения будет зависеть только от числа Рейнольдса.
|
|
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!