Потери напора по длине потока при ламинарном установившемся движении жидкости

h_l= λ l/d*V²/2g, λ –коэф.гидравлич.трения(коэф.Дарси). В общем случае λ зависит от режима движения жидкости и шероховатости стенок трубы λ =f(Re; Δ), Δ –относительная шероховатость

Δ =Δ /d, Δ –абс.размер бугорков шероховатости внутр.стенки трубы, d-диаметр.

Выделяют 2 понятия: гидравлически гладкие трубы, гидравлически шероховатые трубы.δ>Δ-гладкое трение, δ<Δ- шероховатое трение

Ламинарный режим. При Re<2300 Коэффициент гидравлического сопротивления λ=f(Re), λ=64/Re, h_l~V^m, m=1

13. Ламинарное и турбулентное движения жидкости в трубах. Общие сведения о потерях напора. При движении жидкости в трубопроводе (канале) возможны два режима течения: ламинарный и турбулентный. Ламинарный режим характеризуется слоистым, упорядоченным движением, при котором отдельные слои жидкости перемещаются относительно друг друга, не смешиваясь между собой. Струйка краски, введенная в ламинарный поток воды, не размывается окружающей средой и имеет вид натянутой нити. Для турбулентного режима характерно неупорядоченное, хаотическое движение, когда частицы жидкости перемещаются по сложным, все время изменяющимся траекториям. Наличие в турбулентном потоке поперечных составляющих скорости обуславливает интенсивное перемешивание жидкости. Окрашенная струйка в этом случае самостоятельно существовать не может и распадается в виде завихрений по всему сечению трубы. Режим движения зависит от средней скорости u, диаметра трубы d, плотности жидкости r и ее абсолютной вязкости m. Для характеристики режима принято использовать совокупность этих величин, составленных определенным образом в безразмерный комплекс – число Рейнольдса Re = , где n = m/r - кинематический коэффициент вязкости. Число Рейнольдса, соответствующее переходу ламинарного течения к турбулентному, называется критическим и обозначается Re_кр. Для цилиндрических труб при движении воды с учетом условий входа потока, шероховатости стенок, наличия первоначальных возмущений Re_кр=580-2000. В расчетах обычно принимают Re_кр»2300. При Re<Re_кр режим движения ламинарный, а при Re> Re_кр – турбулентный. Различают 2 вида потери напора: 1) по длине – распред-ся по всей длине потока равномерно, 2) местные потери напора, получающиеся в местах потока, где он претерпевает резкую местную деформацию. (Рис) на участке м/у сечениями 1-1 и 2-2 имеем 2 местных сопротивления. Поворот – узел А и вентиль – узел В. Т.о., суммарные местные потери напора – на поворот и на вентиль h_j=h_пов+h_в; h=h_l+h_пов+h_в. Величина потерь напора, есть мера той механич энергии жидкости, к-я благодаря работе сил трения равномерно распредел-х по длине потока и сил сосредоточенных в узлах потока (т.е. местных сил трения) переходят в тепло и безвозвратно теряются. Т.о., ламинарный и турбулентный режим отлич-ся не только хар-ром движ-я частиц (т.е. наличием поперечн составляющих скоростей при турбулентном режиме) и хар-ром распред-я ск-тей по сечению, но и хар-ром завис-ти м/у потерями на трение h_l и υ.

Дата добавления: 2015-05-23