|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Режимы течения вязкой жидкостиЕще в середине девятнадцатого века, изучая движение воды в цилин- лрнческих трубах, исследователи заметили, что если скорость течения превышает некоторое предельное значение, характер течения внезапно изменяется. С достаточной ясностью и полнотой этот процесс был изучен экспериментально в опытах О. Рейнольдса в 1883 году. Он наблюдал движение подкрашиваемых струек жидкости в стеклянных трубках (рис. 4.1). В зависимости от скорости течения, которая регулировалась краном на выходе из трубки, от температуры жидкости и диаметра трубки наблюдалось два режима течения жидкости: 3 при небольших скоростях течение слоистое, упорядоченное, когда отдельные слои жидкости, не перемешиваясь, как бы скользят друг по другу; 4 при увеличении скорости характер течения почти внезапно изменяется, слои перемешиваются, частицы жидкости, сохраняя общее направление течения, движутся по весьма сложным зигзагообразным траекториям. При малых скоростях струйка краски протягивается вдоль всей трубочки, не перемешиваясь с окружающей жидкостью, - это ламинарный режим. При увеличении скорости течения жидкости струйка краски начинает искривляться, а при дальнейшем увеличении скорости - теряет четкие очертания и размывается по всей трубе, равномерно окрашивая всю жидкость, — это турбулентный режим. О. Рейнольдс пришел к заключению, что момент перехода одного режима в другой, или критерий, разграничивающий эти два режима, зависит от скорости движения жидкости, характерного размера потока (например, диаметра трубки) и физических свойств жидкости. Взяв в качестве характеристики физических свойств жидкости кинематический коэффициент вязкости v и учитывая то обстоятельство, что критерий не должен зависеть от размерности входящих в него величин (т. е. быть универсальным), О. Рейнольдс получил для этого критерия выражение Re=vd /𝜈 Здесь v — средняя (характерная) скорость течения; d - диаметр (характерный размер) трубы. Критерий (4.1) играет очень большую роль при анализе течения реальных (вязких) жидкостей и называется числом Рейнольдса. В своих опытах по исследованию режимов равномерного течения жидкости О. Рейнольдс пришел к заключению, что существует некоторое критическое значение числа (4.1), при котором происходит переход от ламинарного к турбулентному режиму течения. При значении числа Рей нольдса близком к 2000 ламинарность течения начинает нарушаться. При дальнейшем изучении вопроса оказалось, что существуют два критических значения числа Рейнольдса - верхнее (Re вер.кр) и нижнее (Rениж.кр). Если для потока число Re меньше нижнего критического, т. е. Re < Rен.к то течение всегда будет безусловно ламинарным. Если для потока число Re больше верхнего критического, т. е. Re > Reв.к, то течение всегда турбулентное. А если значение числа Re находится между этими значениями, т. е. Re ниж.к < Re < верх.к, то возможен тот или другой режим в зависимостиот местных условий движения - условий входа потока в трубу, состояния стенок, наличия внешних возмущений и т.п. В технических расчетах для трубопроводов в качестве критерия перехода от ламинарного режима течения к турбулентному принимают некоторое среднее значение критического числа Рейнольдса. Для круглых труб принимают ReKp = 2300, т. е. при Re < 2300 режим считается ламинарным, а при Re > 2300 - турбулентным. Заметим, что значение критического числа Рейнольдса не зависит от рода жидкости, что делает его универсальным критерием. Как видно из выражения для числа Рейнольдса ламинарное течение осуществляется: V при малых скоростях течения; V в тонких трубках; V при больших вязкостях жидкости (масла, мазуты).Турбулентные течения широко распространены в природе и технике(пожалуй, больше, чем ламинарные). Турбулентным является движение воздуха в атмосфере, течение воды в реках, каналах и водопроводных трубах, движение воды в гидравлических машинах. V Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.002 сек.) |