загрузка...
загрузка...
На головну

Режими течії рідини в трубах і основи подібності

Досліди показують, що існує 2 види течії рідини в трубах.

  1. Ламинарное (шаруваті протягом)
  2. Турбулентний (бурхливий, обурене)

При ламінарному режимі течії рідина рухається без перемішування шарів, плавно змінюючи швидкість, може бути вихровим.

 При турбулентному режимі течії відбувається інтенсивне перемішування шарів рідини, що супроводжується пульсаціями швидкості і тиску.

Поряд з поступальним рухом обсягу в цілому присутні як поперечні, так і обертальні рухи об'ємів рідини. Це дозволяє прийняти коефіцієнт нерівномірності потоку .

 Зміна режимів течії даної рідини в даній трубі відбувається при певній швидкості течії, званої критичної швидкістю Vкр.
З дослідів встановлено, що

де k - універсальний коефіцієнт, який не залежить від властивостей рідини

Аналогічно вводиться число Рейнольдса

При Re Reкр - турбулентний.

 Є перехідна зона, при збільшенні швидкості перехід від ламінарного течії до турбулентного відбувається при великих числах Re, ніж при зменшенні швидкості і перехід від турбулентного течії до ламінарного. Приймається, Reкр = 2300.

Гідродинамічний подобу складається з трьох складових: геометричної подоби, кінематичного і динамічного.

геометрична подібність є пропорційність подібних розмірів і рівність відповідних кутів. У гідравліки під геометричним подобою розуміють подібність тих поверхонь, які обмежують потоки.

 Ставлення двох подібних розмірів подібних каналів назвемо лінійним масштабом моделювання і позначимо через?. Ця величина однакова для подібних каналів.

кинематическое подобу означає пропорційність місцевих швидкостей в подібних топках і рівність кутів, що характеризують напрямок цих швидкостей. З кінематичного подоби випливає геометрична подібність ліній струму. Очевидно, що для кінематичного подоби потрібно геометрична подібність каналів.

динамічне подобу - Це пропорційність сил, що діють на подібні обсяги в кінематично подібних потоках і рівність кутів, що характеризують напрямок цих сил.

 В потоках рідин зазвичай діють різні сили: сили тиску, в'язкості (тертя), тяжкості та ін. Дотримання їх пропорційності означає повне гідродинамічний подобу. Здійснення на практиці повного гідродинамічного подібності часто виявляється неможливим, тому зазвичай мають справу з частковим (неповним) подобою, при якому дотримується пропорційність лише основних, головних сил.

 Спільність рівнянь, що описують процеси в «натурних» і модельних процесах дозволяє записати цілий ряд безрозмірних величин, які будуть однаковими для цих процесів. Ці величини отримали найменування критерії подібності. Рівність критеріїв для найпростіших процесів може бути забезпечено тільки геометричним подобою, для складних процесів ця задача може бути нерозв'язною.

Читайте також:

Універсальний регулятор швидкості (УРС)

Основне рівняння гідростатики

Особливі випадки ламінарного течії

Рівняння Бернуллі для відносного руху

Прямолінійний рівноприскореному русі судини з рідиною

Повернутися в зміст: Гідравлічні і гідромашини

Всі підручники

© om.net.ua