Особые случаи ламинарного течения. Течение с теплообменом и с облитерацией. Начальный участок потока при ЛРД

1. Течение с теплообменом.

В полученных зависимостях примем, что температура во всех точках потока const.

Если по трубопроводу движ. ж-сть, температура кот-й выше темпер-ры окруж. среды, то такое движ. сопровождается теплоотдачей (во внешнюю среду через стенку трубопровода) или охлаждение жидкости. Когда же темп-ра ж-сти ниже темп-ры окруж. среды (т.е. приток тепла через стенку трабопровода), что сопровожд. нагревом ж-сти в процессе течения.

а) течение с охлаждением.

Т_ср<Т_ж – при этом поверх-ные слои охлаждаются, вязкость их повышается по сравнению с осевой частью потока, за счёт повышения вязкости происходит далее интенсивное торможение пристенных слоёв ж-сти, сопровожд. снижением градиента скорости.

-касательн. напряж -

Касательн. напряж, при течении с охлаждением больше, чем при изотермич. течении.

б) течение с нагревом.

При таком течении поверх-ные слои быстро нагреваются по сравнению с осевыми, вязкость в них снижается, а градиент скорости возраст. Однако снижение вязкости происх. более интенсивно, чем рост градиента скорости.

Отмеченное изменение профиля осреднённой скорости при отклонении течения от изотермич. вызывает изменение закона сопротивления. Для учёта указанных темпер-ных эффектов коэф. гидравлич. трения рекоменд. считать по зависимости:

R_eж – число Рейнольдса, подсчитанное по средней вязкости ж-сти; υ_ст – вязкость ж-сти в пристенных слоях; υ_ж – средняя вязкость ж-сти.

2.Течение с облитерацией.

Иногда при течении через капилляры и малые зазоры наблюдается явление, которое не может быть объяснено законами гидравлики. Оно заключается в том, что расход жидкости через капилляр или зазор с течением времени уменьшается, несмотря на то что перепад давления, под которым происходит движение жидкости, и ее физические свойства остаются неизменными. В отдельных случаях движение жидкости по истечении некоторого времени может прекратиться полностью. Это явление носит название облитерации, и его причина кроется в том, что при определенных условиях уменьшается площадь поперечного сечения канала (зазора, капилляра) вследствие адсорбции (отложения) полярно-активных молекул жидкости на его стенках.

Участок от начала трубы, на котором формируется (стабилизируется) параболический профиль скоростей, называется начальным участком течения (l_нач).

- ф-ла Шиллера

26.Турбулентный режим движения ТРД. Структура потока при ТРД, распред-е скоростей и касат. напряжений по сечению потока. Гидрав-ски гладкие и шероховатые трубы.

ТРД –характерно интенсивное перемешивание частиц ж-сти, пульсация скоростей и давлений. Вследствии перемешивания и движ. частиц в поперечном направлении касат. напряж. в потоке при трд значительно больше, чем при лрд.

При трд заметен скачок сопротивления при v=v_кр, затем отмечается крутое нарастание величины потерь по параболическому закону. Структура потока при ТРД:

В турбулентном ядре благодаря интенсивному перемешиванию происходит выравнивание скоростей движущихся частиц. При этом распределение скор. по сечению оказывается более равномерным, чем при лрд.

По сечению ламинарного подслоя 1 происходит разное падение скорости по параболич. закону до 0-го знач. по стенке. По сечению переходной обл. 2 отмечаются турбулентные пульсации, кот-е приводят к постоянному обмену с внешними турбулентными массами ж-сти. U=f(r) τ_T=τ_T1+τ_T2

ρ – плотность ж-сти l – длина пути перемешивания

τ_{1 –} косательно напряженіе обусловленное вязкостью жидкости

τ₁= τ₂ – касательное напряжение обусловленное вихреобразованием

τ₂=ρ - коэф. турбул. вязкости

Гладкие и шероховатые трубы.

В зависимости от физико-хим-х св-в ж-сти, технологии изготовления, сроков эксплуатации, на внутр. пов-сти трубопроводов образ-ся выступы, микронеровности.

1) гидравлич гладкие трубы

2) гидравлич шараховатые трубы

Поскольку естественная шероховатость имеет многообразные нерегулярные формы, то это вызывает осложнения при учёте влияния её на потери напора, поэтому используют эквивалентную шероховатость.

Под эквивалентной понимают такой размерискуственной шероховатости, равномерно распрд. по поверх-сти, кот-й по гидравлич. сопротивлению эквивалентен данной естественной неоднородной шероховатости.

Δ_экв=(0,6-0,7) Δ_max

- относительная шероховатость - относительная гладкость

Поиск по сайту: