ВУЗ:
Составители:
9
расход жидкости в прозрачной горизонтальной трубе и по ее оси
вводить тонкую струйку окрашенной жидкости.
При транспортировке жидких сред в химической техноло-
гии одной их важных задач является определение потерь давления
в трубопроводах и аппаратах, вызываемых вязкостным трением.
Потери давления в круглых трубах рассчитываются по формуле
Дарси–Вейсбаха:
∆P
l
d
с
w
=λ
ρ
р
2
2
, (1.1)
где λ – коэффициент трения; l – длина трубы, м; d – диаметр тру-
бы, м;
ρ
– плотность среды, кг/м
3
; w
ср
– средняя скорость потока в
сечении, м/с.
Комплекс величин λ·l/d показывает, во сколько раз потери
давления на трение отличаются от потерь динамического давле-
ния. Гидравлическое сопротивление на трение зависит от режима
течения. Для ламинарного течения жидкости в трубах круглого
сечения справедлива зависимость:
λ = 64 / Re. (1.2)
В этих условиях величина
коэффициента трения
обратно про-
порциональна числу Рейнольдса и
не зависит от шероховатости стенок.
При течении жидкости в трубах не-
круглого сечения (квадратных, коль-
цевых и др.) коэффициент в форму-
ле (1.2) имеет другие значения, а
число Re вычисляется по эквива-
лентному диаметру канала.
В переходном и турбулентном
режимах течения λ зависит не только
от числа Re, но и от шероховатости
стенок. Для определения λ в этих ус-
ловиях предложено большое число
полуэмпирических и эмпирических
формул. Для Re = 104÷105 и гладких
Рис. 1.1. Зависимость
∆
P
от средней скорости течения:
I – ламинарный, II – переходный,
III – турбулентный режимы
lg W
к
р
lg W
lg
∆
P
I
II III
10
труб широкое распространение получила формула Блазиуса:
λ = 0,316 / Re
0,25
, (1.3)
соответствующая степенному распределению профиля скорости.
В переходном режиме коэффициент трения λ находится из
графической зависимости (см. Приложение, рис. 1.3). Если пред-
ставить зависимость ∆P от средней скорости потока в логарифми-
ческих координатах, то точки на рис. 1.1, в которых меняется угол
наклона прямой, будут соответствовать критическим значениям
Re
кр
, т. е. переходу одного режима течения в другой.
Описание установки
Основными узлами установки (рис. 1.2) являются стеклян-
ная трубка 7, в которой исследуется режим течения жидкости, на-
порный бак 6, бачок с красителем 4, мерный сосуд 8, вентиль 9 и
кран 5.
Рис. 1.2. Схема установки для изучения режимов
течения жидкости и сопротивления трения
Вода из водопроводной сети через вентиль 1 подается в на-
порный бак 6, в котором благодаря наличию сливного штуцера 2
поддерживается ее постоянный уровень. Из напорного бака вода
по стеклянной трубке 7 (d = 14х1 мм) поступает в мерный сосуд 8,
находящийся в приемном сосуде 10.
Расход воды через трубку
регулируется концевыми иголь-
чатыми вентилями. Для визуального наблюдения структуры пото-
ка в трубке 7 из бачка 4 при помощи капиллярных трубок вводит-
расход жидкости в прозрачной горизонтальной трубе и по ее оси труб широкое распространение получила формула Блазиуса: вводить тонкую струйку окрашенной жидкости. λ = 0,316 / Re0,25, (1.3) При транспортировке жидких сред в химической техноло- соответствующая степенному распределению профиля скорости. гии одной их важных задач является определение потерь давления в трубопроводах и аппаратах, вызываемых вязкостным трением. В переходном режиме коэффициент трения λ находится из Потери давления в круглых трубах рассчитываются по формуле графической зависимости (см. Приложение, рис. 1.3). Если пред- Дарси–Вейсбаха: ставить зависимость ∆P от средней скорости потока в логарифми- 2 ческих координатах, то точки на рис. 1.1, в которых меняется угол l ρ wс р , (1.1) наклона прямой, будут соответствовать критическим значениям ∆P = λ d 2 Reкр, т. е. переходу одного режима течения в другой. где λ – коэффициент трения; l – длина трубы, м; d – диаметр тру- бы, м; ρ – плотность среды, кг/м3; wср – средняя скорость потока в Описание установки сечении, м/с. Основными узлами установки (рис. 1.2) являются стеклян- Комплекс величин λ·l/d показывает, во сколько раз потери ная трубка 7, в которой исследуется режим течения жидкости, на- давления на трение отличаются от потерь динамического давле- порный бак 6, бачок с красителем 4, мерный сосуд 8, вентиль 9 и ния. Гидравлическое сопротивление на трение зависит от режима кран 5. течения. Для ламинарного течения жидкости в трубах круглого сечения справедлива зависимость: λ = 64 / Re. (1.2) В этих условиях величина lg ∆P коэффициента трения обратно про- порциональна числу Рейнольдса и не зависит от шероховатости стенок. I II III При течении жидкости в трубах не- круглого сечения (квадратных, коль- цевых и др.) коэффициент в форму- ле (1.2) имеет другие значения, а Рис. 1.2. Схема установки для изучения режимов число Re вычисляется по эквива- течения жидкости и сопротивления трения лентному диаметру канала. В переходном и турбулентном Вода из водопроводной сети через вентиль 1 подается в на- режимах течения λ зависит не только порный бак 6, в котором благодаря наличию сливного штуцера 2 lg Wкр lg W поддерживается ее постоянный уровень. Из напорного бака вода от числа Re, но и от шероховатости по стеклянной трубке 7 (d = 14х1 мм) поступает в мерный сосуд 8, стенок. Для определения λ в этих ус- Рис. 1.1. Зависимость ∆P находящийся в приемном сосуде 10. ловиях предложено большое число от средней скорости течения: Расход воды через трубку регулируется концевыми иголь- полуэмпирических и эмпирических I – ламинарный, II – переходный, чатыми вентилями. Для визуального наблюдения структуры пото- формул. Для Re = 104÷105 и гладких III – турбулентный режимы ка в трубке 7 из бачка 4 при помощи капиллярных трубок вводит- 9 10
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »