Основы гидравлики. Гусев В.П. - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

27
Из приведѐнного расчѐта следует, что при определении
гидродинамического режима течения жидкости в канале квадратного
сечения, он заменяется круглой трубой с диметром d, равным
эквивалентному диаметру d
э
. Аналогичные расчѐты проводят и для других,
более сложных сечений. Необходимо отметить, что будет являться грубой и
большой ошибкой использование эквивалентного диаметра для расчѐта
величины площади реальных геометрических сечений для, например, расчѐта
средней скорости потока.
Структура турбулентного потока. В отличие от ламинарного потока,
который характеризуется, как было указано выше, слоистым движением
частиц жидкости, при турбулентном потоке частицы движутся по достаточно
сложным и разнообразным траекториям, образовывая мгновенные линии
тока. Частицы жидкости при своѐм движении соударяются между собой и со
стенками каналов. В каждой фиксированной точке перемещающегося объѐма
жидкости происходит беспорядочное изменение скорости по времени, как по
абсолютному значению, так и по направлению. Происходят колебания и
пульсации скорости, формируются, так называемые, турбулентные вихри.
Масштаб и время жизни таких вихрей зависят от физико-химических свойств
жидкостей и от скорости течения.
Схематически структура турбулентного потока представлена на рис.1.8.
непосредственно у границы со стенкой формируется пограничный слой
жидкости толщиной δ, который, вследствие наличия значительных сил
трения на границе со стенкой канала, движется в ламинарном режиме. Кроме
сил трения о стенку, на это указывает и то, что непосредственно на стенки за
счѐт сил межмолекулярного взаимодействия (сил адгезии), скорость
движения частиц жидкости равна нулю (это так называемая гипотеза
Прандтля – условие прилипания). Далее формируется турбулентное ядро и
по мере удаления от стенки канала скорость движения частиц жидкости в
турбулентном ядре возрастает, но в различной степени. На это указывают
данные экспериментов: установлено, что гидравлическое сопротивление (т.н.
потерянный напор h
п
) при ламинарном режиме пропорционально скорости
потока w
в первой степени, а при
турбулентном режиме
пропорционально w
1,75
(в шероховатых
трубах ~ w
2
).
Более подробное изучение
структуры пограничных областей
показало, что между ламинарным

Страницы