Режими руху рідини

Поперечний розмір потоку

Для циліндричного потоку поперечний розмір характеризується його діаметром D.

Розмір перерізу довільної форми характеризується еквівалентним
діаметром.

Хай S – площа поперечного перерізу потоку рідини, м^2; П – змочений периметр потоку, тобто довжина межі між рідиною і стінками каналу, м.

Еквівалентний діаметр цього потоку рідини становить

Для циліндричного потоку рідини діаметром d

Таким чином, еквівалентний діаметр потоку рідини довільної форми дорівнює діаметру циліндричного потоку, для якого відношення площі поперечного перерізу до змоченого периметру потоку має таке є значення, як і для даного потоку довільної форми.

В залежності від властивостей рідини, форми і розмірів каналу структура потоків може бути різною. Відомі два режими руху рідини – ламінарний і турбулентний.

При ламінарному режимі частинки рідини рухаються по паралельнім троекторіям, тобто паралельними шарами, які не змішуються один з одним.

_______________________ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _______________________

laminaire – плоский, пластинчатий, шаруватий

При турбулентному режимі в потоці рідини створюються турбулентні вихори, які хаотично переміщаються у всіх напрямках з перемінною швидкістю.

_______________________ _______________________

Завдяки хаотичному руху турбулентних вихорів (макрочастинок) відбувається інтенсивне переміщування рідини в потоці.

На створення вихорів витрачається енергія, яка перетворюється в тепло і розсіюється. Тому при турбулентному режимі затрата енергії на переміщення рідини в трубопроводі більша, ніж при ламінарному режимі.

Цьому важливо уміти прогнозувати режим руху рідини в апараті, який проектується.

Експериментальним шляхом Фейнольдс з’ясував, що режим руху рідини залежить від її властивостей (в’язкість, густина), швидкості руху і діаметру трубопроводу.

Ці величини складають безрозмірний комплекс , який однозначно визначає режим руху рідини. Цей комплекс величин назвали критерієм Фейнольдса .

Фейнольдс з'ясував, що при русі рідини в прямій гладенькій трубі круглого перерізу ламінарний режим має місце при значеннях Re > 2320, а турбулентний режим – при значеннях Re > 10000.

ламінарний режим перехідний режим турбулентний режим

Re

0 2320 10000

При наявності в трубопроводі поворотів, нерівностей і інших збурговань потоку критичні значення критерія Re зменшуються.

При русі рідини в каналах не круглого перерізу характерним розміром, що входить в безрозмірний комплекс Re є еквівалентний діаметр.

Дата добавления: 2014-10-17