Турбулентный равномерный режим движения потока

Admin

Равномерное движение жидкости в каналах

Равномерное движение жидкости в открытых руслах происходит под действием силы тяжести и наличии геометрического уклона.

Равномерное движение происходит:

 Q(расход) не изменяется.

 Уклон так же постоянен

 Площадь поперечного сечения постоянна

 Шероховатость дна и стенок постоянна

 Отсутствуют местные сопротивления

Такое движение может наблюдаться лишь в искусственных лотках, кюветах. Рассмотрим жидкость движущуюся равномерно:

z1– z2 = h1-2 |:l

уклон дна гидравлический уклон

Уклон дна и гидравлический уклон совпадают по свободной поверхности параллельно дну и равны пьезометрическому уклону J.

J = iд = i, где

iд–уклон дна

i – гидравлический уклон

J – пьезометрический уклон

R=

Гидравлический радиус рравен отношению живого сечения к смоченному периметру.

— уравнение Шези.

С – коэффициент Шези

R – гидравлический радиус.

Часто =W – модуль скорости (задается в справочниках)

Q=??=? =?W =k

?W=k

k – модуль расхода (расходная характеристика)

Определим коэффициент Шези в круглой трубе, для этого приравняем формулу Шези и формулу Дарси.

R = для круглой трубы

Если рассмотреть плоское движение (т. е. потенциальное движение, когда траектории всех частиц параллельны одной и той же плоскости и являются функции ей двух координат и если движение неустановившееся), одновременно являющееся равномерным турбулентным в системе координат XYZ, когда линии тока параллельны оси OX, то

Усредненная скорость при сильно турбулентном движении.

Это выражение: логарифмический закон распределения скоростей для турбулентного движения.

При напорном движении поток состоит в основном из пяти областей:

1) ламинарная: приосевая область, где местная скорость максимальна, в этой области λ_лам= f(Re), где число Рейнольдса Re < 2300;

2) во второй области поток начинает переходить из ламинарного в турбулентный, следовательно, увеличивается и число Re;

3) здесь поток полностью турбулентный; в этой области трубы называются гидравлическими гладкими (шероховатость Δ меньше, чем толщина вязкого слоя δ_в, то есть Δ < δ_в).

В случае, когда Δ> δ_в, труба считается «гидравлически шероховатой».

Характерно, что если для λ_лам = f(Re^–1), то в этом случае λ_гд = f(Re^{– 0,25});

4) эта область находится на пути перехода потока к подвязкому слою: в этой области λ_лам = (Re, Δ/r0). Как видно, коэффициент Дарси уже начинает зависеть от абсолютной шероховатости Δ;

5) эта область называется квадратичной областью (коэффициент Дарси не зависит от числа Рейнольдса, но определяется почти полностью касательным напряжением) и является пристенной.

Эту область называют автомодельной, т. е. не зависящей от Re.

В общем случае, как известно, коэффициент Шези

Формула Павловского:

где п – коэффициент шероховатости;

R– гидравлический радиус.

При 0,1 ≤ R ≤ 3 м

причем при R< 1 м

Дата добавления: 2015-05-23