ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
70 Ìåõàíèêà ñïëîøíûõ ñðåä
òðóáêè (ñèòóàöèÿ à íà ðèñ. 4.10).
Ïðè áîëüøåì ñå÷åíèè èëè ïðè
óâåëè÷åíèè ñêîðîñòè íàáëþäà-
åòñÿ íåðåãóëÿðíîå äâèæåíèå,
êîãäà ñòðóéêà ðàçáèâàåòñÿ íà
ìíîæåñòâî èçâèëèñòûõ ñòðóåê
(ñèòóàöèÿ á).  ïåðâîì ñëó÷àå
äâèæåíèå íàçûâàåòñÿ ñëîèñ-
òûì, èëè ëàìèíàðíûì, à âî
âòîðîì òóðáóëåíòíûì. Ïðè
ëàìèíàðíîì òå÷åíèè ñèëû âÿç-
êîñòè ñãëàæèâàþò áîêîâûå äâè-
æåíèÿ æèäêîñòè, âîçíèêàþùèå
âñëåäñòâèå ôëóêòóàöèé è ðàç-
ëè÷íûõ íåðîâíîñòåé ñòåíîê
òðóáû. Ïðè íåäîñòàòî÷íîé âÿçêîñòè ñëó÷àéíûå áîêîâûå äâèæåíèÿ æèäêîñòè
óñèëèâàþòñÿ, ñïîñîáñòâóÿ òåì ñàìûì âîçíèêíîâåíèþ òóðáóëåíòíîñòè. Ïåðå-
õîä îò ëàìèíàðíîãî òå÷åíèÿ ê òóðáóëåíòíîìó ïðîèñõîäèò ïðè íåêîòîðîì
÷èñëå Ðåéíîëüäñà, ïîëó÷èâøåì íàçâàíèå êðèòè÷åñêîãî:
Re
ð
ð
ê
ê
vR
=
ρ
µ
. (4.19)
Çíà÷åíèå ýòîãî êðèòè÷åñêîãî ÷èñëà ñèëüíî çàâèñèò îò ôîðìû âõîäíîé ÷àñòè
òðóáû.  ñëó÷àå çàêðóãëåííîãî êîíöà, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 4.10, òå÷åíèå îñòàåòñÿ
ëàìèíàðíûì âïëîòü äî áîëüøèõ ÷èñåë Ðåéíîëüäñà. Îáëàñòü êðèòè÷åñêèõ ÷èñåë
Re
êð
ëåæèò ìåæäó çíà÷åíèÿìè 1200 (íåçàêðóãëåííûé âõîä) è 20000 (çàêðóãëåí-
íûé âõîä). Ïîýòîìó â ëèòåðàòóðå ïðèâîäÿòñÿ âåñüìà ðàçëè÷íûå çíà÷åíèÿ Re
êð
.
Ïðè óñòàíîâèâ-
øåìñÿ òóðáóëåíòíîì òå-
÷åíèè ñêîðîñòü â äàí-
íîé òî÷êå ñëó÷àéíûì
îáðàçîì ìåíÿåòñÿ ñî
âðåìåíåì, îäíàêî ñðåä-
íÿÿ ñêîðîñòü
v
íà-
ïðàâëåíà âäîëü îñè òðó-
áû. Îíà îñòàåòñÿ ïîñòî-
ÿííîé ïî ñå÷åíèþ òðó-
áû, è òîëüêî â î÷åíü òîíêîì ïîãðàíè÷íîì ñëîå ñïàäàåò äî íóëÿ ó åå ñòå-
íîê. Íà ïðàêòèêå äëÿ ðàñ÷åòà òóðáóëåíòíîãî òå÷åíèÿ æèäêîñòè ïî òðóáå
èñïîëüçóåòñÿ ôîðìóëà
R
vkpp
2
21
l
ρ=−
, (4.20)
â êîòîðîé k áåçðàçìåðíûé ãèäðàâëè÷åñêèé êîýôôèöèåíò.
Ñðåäíÿÿ æå ïî ñå÷åíèþ ñêîðîñòü ëàìèíàðíîãî òå÷åíèÿ èç ôîðìóëû
Ïóàçåéëÿ (4.18) ïîëó÷àåòñÿ ðàâíîé
v
N
R
R
pp
v
==
−
π
µ
2
2
12
8 l
. (4.21)
Ðèñ. 4.10
à
á
R
l
p
<>v
p
12
Ðèñ. 4.11
70 Ìåõàíèêà ñïëîøíûõ ñðåä òðóáêè (ñèòóàöèÿ à íà ðèñ. 4.10). Ïðè áîëüøåì ñå÷åíèè èëè ïðè óâåëè÷åíèè ñêîðîñòè íàáëþäà- åòñÿ íåðåãóëÿðíîå äâèæåíèå, à êîãäà ñòðóéêà ðàçáèâàåòñÿ íà ìíîæåñòâî èçâèëèñòûõ ñòðóåê (ñèòóàöèÿ á).  ïåðâîì ñëó÷àå äâèæåíèå íàçûâàåòñÿ ñëîèñ- òûì, èëè ëàìèíàðíûì, à âî á âòîðîì òóðáóëåíòíûì. Ïðè ëàìèíàðíîì òå÷åíèè ñèëû âÿç- êîñòè ñãëàæèâàþò áîêîâûå äâè- æåíèÿ æèäêîñòè, âîçíèêàþùèå Ðèñ. 4.10 âñëåäñòâèå ôëóêòóàöèé è ðàç- ëè÷íûõ íåðîâíîñòåé ñòåíîê òðóáû. Ïðè íåäîñòàòî÷íîé âÿçêîñòè ñëó÷àéíûå áîêîâûå äâèæåíèÿ æèäêîñòè óñèëèâàþòñÿ, ñïîñîáñòâóÿ òåì ñàìûì âîçíèêíîâåíèþ òóðáóëåíòíîñòè. Ïåðå- õîä îò ëàìèíàðíîãî òå÷åíèÿ ê òóðáóëåíòíîìó ïðîèñõîäèò ïðè íåêîòîðîì ÷èñëå Ðåéíîëüäñà, ïîëó÷èâøåì íàçâàíèå êðèòè÷åñêîãî: ρvR Re ê ð = µ êð . (4.19) Çíà÷åíèå ýòîãî êðèòè÷åñêîãî ÷èñëà ñèëüíî çàâèñèò îò ôîðìû âõîäíîé ÷àñòè òðóáû.  ñëó÷àå çàêðóãëåííîãî êîíöà, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 4.10, òå÷åíèå îñòàåòñÿ ëàìèíàðíûì âïëîòü äî áîëüøèõ ÷èñåë Ðåéíîëüäñà. Îáëàñòü êðèòè÷åñêèõ ÷èñåë Reêð ëåæèò ìåæäó çíà÷åíèÿìè 1200 (íåçàêðóãëåííûé âõîä) è 20000 (çàêðóãëåí- íûé âõîä). Ïîýòîìó â ëèòåðàòóðå ïðèâîäÿòñÿ âåñüìà ðàçëè÷íûå çíà÷åíèÿ Reêð. Ïðè óñòàíîâèâ- l øåìñÿ òóðáóëåíòíîì òå- ÷åíèè ñêîðîñòü â äàí- R íîé òî÷êå ñëó÷àéíûì îáðàçîì ìåíÿåòñÿ ñî âðåìåíåì, îäíàêî ñðåä- p1p2 íÿÿ ñêîðîñòü v íà- ïðàâëåíà âäîëü îñè òðó- Ðèñ. 4.11 áû. Îíà îñòàåòñÿ ïîñòî- ÿííîé ïî ñå÷åíèþ òðó- áû, è òîëüêî â î÷åíü òîíêîì ïîãðàíè÷íîì ñëîå ñïàäàåò äî íóëÿ ó åå ñòå- íîê. Íà ïðàêòèêå äëÿ ðàñ÷åòà òóðáóëåíòíîãî òå÷åíèÿ æèäêîñòè ïî òðóáå èñïîëüçóåòñÿ ôîðìóëà l 2 p1 − p 2 = kρ v , (4.20) R â êîòîðîé k áåçðàçìåðíûé ãèäðàâëè÷åñêèé êîýôôèöèåíò. Ñðåäíÿÿ æå ïî ñå÷åíèþ ñêîðîñòü ëàìèíàðíîãî òå÷åíèÿ èç ôîðìóëû Ïóàçåéëÿ (4.18) ïîëó÷àåòñÿ ðàâíîé Nv R 2 p1 − p 2 v = = . (4.21) πR 2 8µ l
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- …
- следующая ›
- последняя »