Физика геосферы. Куштанова Г.Г. - 12 стр.

    Рис.1. Распределение скоростей по сечению при ламинарном (а) и
    турбулентном (б)режимах движения жидкости в трубе.
    w=w0(1-y2/r2), где w0, – скорость на оси трубы; w – скорость на
расстоянии у от оси; r – радиус трубы.
    В практических расчетах обычно имеют дело со средними значениями
               1
скорости: w = ∫ wdf
               f
    Отношение средней скорости к максимальной при ламинарном
режиме течения постоянно; ⎯w/w0= 0,5.
    Для развитого турбулентного режима движения жидкости
распределение скорости по сечению трубы имеет вид усеченной параболы
(рис. 1 б). Вблизи стенки трубы кривая изменяется резко, а в средней
части сечения – турбулентном ядре потока – полого. Максимальная
скорость наблюдается также на оси трубы.
    Отношение средней скорости к максимальной является функцией
числа Re. w/w0=f(Re) Приведенные законы распределения скоростей по
сечению трубы справедливы лишь для так называемого гидродинамически
стабилизированного движения. Стабилизация наступает не сразу, а на
некотором расстоянии от входа в трубу. На этом участке характер
движения и распределения скорости претерпевают большие изменения.
Процесс стабилизации профиля скоростей происходит следующим
образом. Вблизи входного сечения на поверхности трубы образуется
динамический пограничный слой, толщина которого постепенно
увеличивается по мере увеличения расстояния от входа в трубу. На не
котором расстоянии от входа в трубу происходит смыкание слоев и
течение      приобретает стабилизированный характер. На рис. 2
схематически показано такое развитие процесса. Если число Re меньше
критического, то на всем протяжении гидродинамического начального
участка стабилизации течение в пограничном слое имеет ламинарный
характер (рис. 2, а).




                                                                  12