КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
На величину коэффициента трения в трубах (график Никурадзе)
Влияние режима движения жидкости и шероховатости Японский ученый Никурадзе задался целью определить влияние шероховатости трубы и режима движения на гидравлические потери, в частности, на коэффициент гидравлического трения. Повторим его опыт. Для корректного опыта необходимо, чтобы абсолютная шероховатость была постоянной. Для этого стеклянную трубу с плавным входом смажем клеем и нанесем классифицированный песок определенной фракции, затем наносится лак для фиксации песчинок и труба высушивается. Автором были подготовлены шесть труб с различной относительной шероховатостью . Затем было исследовано движение жидкости в трубах с целью определения зависимости коэффициента трения от шероховатости и режима движения жидкости, т.е. на установке (рис.5.8).
Рис.5.8 Из формулы линейных потерь Дарси - Вейсбаха при известных линейных потерях hл.п, длине l, диаметре d, скорости движения воды и числе Рейнольдса вычислялся коэффициент трения . На основании своих опытов Никурадзе построил график (рис.5.9).
Рис.5.9
Все поле графика разбивается на три зоны (I, II, III). В пределах каждой из них зависимость носит свой особый характер. зона I – зона ламинарного режима движения. Этой зоне соответствует прямая линия АВ, удовлетворяющая уравнение . В этой зоне - величины чисел Рейнольдса ; - потери напора не зависят от шероховатости стенок, так как все значения коэффициента находятся на одной линии АВ, струйки плавно обтекают все неровности; - потери напора прямо пропорциональны первой степени скорости. зона II – зона переходного режима. Этой зоне соответствует кривая ВС. Здесь: - числа Re лежат в пределах 2320…4000;
- величина линейных потерь не зависит от шероховатости стенок труб (все точки лежат на одной кривой); - при движении жидкости на отдельных участках ее возникают отдельные области турбулентного режима, которые появляются, а затем исчезают и снова появляются. В связи с этим данная зона называется зоной перемежающейся турбулентности. зона III – зона турбулентного режима. Эта зона в свою очередь разбивается на три области: первая область – область гидравлических гладких труб (). Здесь: - гидравлические потери прямо пропорциональны скорости ; - гидравлические потери не зависят от шероховатости (имеют место еще «гладкие» трубы). Выступы шероховатости покрыты пограничным слоем; - гидравлические потери и коэффициент зависят только от числа Re. Вторая область – область доквадратичного сопротивления. Эта область лежит между прямой СД и EF. Здесь: - гидравлические потери прямо пропорциональны скорости (1,75<m<2,0); - коэффициент трения λ, а также гидравлические потери . зависят как от числа Re, так и от шероховатости, т.е. . в этой области . Третья область – область вполне шероховатых труб. Коэффициент трения перестает зависеть от числа Re. Поэтому область называют автомодельной. Здесь: - потери напора прямо пропорциональны скорости ; - гидравлические потери , а также коэффициент зависят только от относительной шероховатости, т.е. . Математическое выражение графика довольно сложно. Для различных зон коэффициент трения определяют по разным эмпирическим формулам. При (формула Пуазейля) (5.14) При (формула Блазиуса) (5.15) При (формула Никурадзе) (5.16) Универсальная формула Исаева . (5.17) Для труб с естественной шероховатостью коэффициент гидравлического трения определяют из графика Мурина.
Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 741; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |