Режимы течения жидкости в трубах

Возможны два режима течения жидкостей в трубах: ламинарный и турбулентный.

Ламинарным называют слоистое течение жидкости без перемешивания её частиц и без пульсаций скоростей и давлений. Частицы жидкости при таком режиме движутся параллельно стенкам трубопровода.

Турбулентным называют течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости и пульсациями скоростей и давлений. Движение частиц жидкости при таком режиме приобретает беспорядочный характер.

Режим течения данной жидкости в данной трубе изменяется при определенной скорости течения v_кр, которую называют критической:

, м/с,

где d – внутренний диаметр трубы, мм;

Re_кр – критическое число Рейнольдса;

– коэффициент кинематической вязкости, сСт.

Для гладких металлических труб круглого сечения Rе_кр=2200-2300; для резиновых рукавов Re_кр=1600.

Чтобы определить режим течения жидкости в трубе, рассчитывают среднюю скорость движения жидкости v и число Рейнольдса Re. Так, для трубы круглого сечения:

где Q – расход жидкости, л/мин; d, мм; , сСт.

При Re<Re_кр течение является ламинарным, при Re>Re_кр - турбулентным. (При Re=Re_кр, например для труб, в интервале 2200-2300 возможны неустойчивость режима течения и возникновение колебательного процесса).

В гидросистемах станков, предназначенных для обеспечения малых скоростей движения рабочих органов, режим течения жидкостей в трубах преимущественно ламинарный. При больших скоростях движения масла (6-7 м/с) в трубопроводах возможен турбулентный режим.

Распределение скоростей в поперечном сечении турбулентного и ламинарного потоков существенно различается. Распределение скоростей при турбулентном течении более равномерное, а нарастание скорости у стенки более крутое, чем при ламинарном течении, для которого характерен параболический закон распределения скоростей (рис. А3).

Рис. А3

Рекомендуется обеспечивать следующие скорости движения масла в трубопроводах гидросистем станков:

- всасывающих – до 1,6 м/с,

- напорных – до 2-5 м/с (при больших давлениях – до 10 м/с),

- сливных – 2 м/с.

Дата добавления: 2014-11-06