Определение потерь напора по длине

Гидравлически гладкие, переходные и шероховатые поверхности

Зависимость потерь напора от режимов движения жидкости

Критические скорости и числа Рейнольдса

Опыты Рейнольдса для двух режимов жидкости

Ламинарный режим движения жидкости - слоистое движение без пульсации скорости и без перемешивания частиц.

Турбулентный режим движения жидкости - пульсация скорости.

Верхняя критическая скорость - скорость при которой движение становится турбулентным. v_вк = Re_вк × d/n, где Re_вк = 4000..20000 - верхнее критическое число Рейнольдса.

Нижняя критическая скорость - скорость при которой движение становится ламинарным. v_нк = Re_нк × d/n, где Re_нк = 2320 - нижнее критическое число Рейнольдса.

Действительное число Рейнольдса: Re = vd/n, где n - кинематическая вязкость, зависящая от рода жидкости и ее температуры. При сравнении полученного Re с Re_нк определяем режим движение жидкости.

При ламинарном режиме движения жидкости потери напора пропорциональны средней скорости потока: hw = k_л × v, k_л - коэффициент пропорциональности при ламинарном режиме.

При турбулентном режиме движения жидкости потери напора пропорциональны квадрату средней скорости потока: hw = k_т × v², k_т - коэффициент пропорциональности при турбулентном режиме.

Для турбулентного потока:

1. область гидравлически гладких труб - толщина вязкого подслоя d значительно меньше абсолютной шероховатости стенок D - l = 0.3164 / Re^0.25; причем 3000<Re<20d/D;

2. переходная область - толщина вязкого подслоя d приблизительно равна абсолютной шероховатости стенок D - l = 0.11(D/d + 68/Re)^0.25; где 20d/D<Re<500d/D;

3. область гидравлически шероховатых труб - квадратичная область - толщина вязкого подслоя d значительно больше абсолютной шероховатости стенок D - l = 0.11(D/d)^0.25; причем Re>500d/D;

1. Ламинарный режим движения жидкости: так как средняя скорость в живом сечении потока: v = u_max / 2, a u_max = g × i × r² / 4m, где u_max - максимальная скорость, g - удельный вес жидкости, i - гидравлический уклон, r - геометрический радиус трубы, m - динамическая вязкость, то i = 8mv / gr². Поскольку g = rg, Re = vd/n и m/r = n, то i = 32nv/gr² = 64v²/2gRed - потеря напора при ламинарном режиме пропорциональна средней скорости, зависит от рода жидкости и обратно пропорциональна диаметру трубы. Итак - l = 64 / Re и .

2. Турбулентный режим движения жидкости: , l - определяется только по эмпирическим формулам: область гидравлически гладких труб - l = 0.3164 / Re^0.25, где 3000<Re<20d/D; переходная область - l = 0.11(D/d + 68/Re)^0.25; где 20d/D<Re<500d/D; область гидравлически шероховатых труб - l = 0.11(D/d)^0.25; где Re>500d/D

Дата добавления: 2015-05-23