vízhozama folyadékok és gázok vezetékek

A tapasztalat azt mutatja, hogy a két mód vagy két fajta folyadékok és gázok mozgás lamináris és turbulens.

Lamináris mozgása jellemezve szabályos mozgását az egyes részecskék keverés nélkül, és anélkül, pulzálás sebességek és nyomások. Ha egy egyenes cső állandó keresztmetszetű áramlási a folyadék lamináris, minden áramvonalak párhuzamosak a cső tengelyével.

A turbulens (rendezetlen) mozgást jellemzi intenzív keverés a folyadék részecskék és a sebesség és a nyomás ingadozása. turbulens mozgást az egyes részecskék folyékony bonyolult pálya, mint valamint a fő hosszirányú mozgását a folyadék a cső mentén vannak keresztirányú mozgást és forgómozgást az egyes mennyiségű folyadék.

A létezése kétféle mozgás kísérletileg igazoltuk Reynolds. A kísérletek alapján azt találta, hogy a kritikus sebesség értéke egyenesen arányos a kinematikai viszkozitás a folyadék és fordítottan arányos az átmérője a cső

ahol k - dimenzió arányossági konstans úgynevezett kritikus Reynolds-számot, és jelöljük Rekr.

Rekr érték függ a bemeneti feltételek, hogy a cső, azaz az érdesség a falak, a hiánya vagy jelenléte a kezdeti perturbáció a folyadékban. konvekciós áramok és mások. A gyakorlatban számítások körkörös cső állandó átmérőjű hozott Rekr = 2320.

Lamináris áramlás stabil, és ott gyakorlatilag kényszeríteni arányok

Itt - az átlagos sebesség a folyadék fölött a keresztmetszet a cső, m / s; = Q / S (Q - térfogatáram m3 / s, S - keresztmetszeti felület a cső kör keresztmetszetű S = d2 / 4 a cső.).

d - átmérője a csővezeték. m; - kinematikus viszkozitás, m

2 / s, a kinematikus viszkozitása a víz határozza meg a tapasztalati képlete

= 0,0175 (1 + 0,0158T) -2. cm 2 / s.

Amikor Re> Rekr áramlási válik lamináris és turbulens áramlás és stabillá válik. Végül a Reynolds-szám nagyobb, mint egy bizonyos érték Re'kr, van egy teljesen kidolgozott turbulencia. intervallum Rekr

Lamináris áramlás gyakorlatilag megfigyelhető vékony (kapilláris) csövek a rétegben csapágy kenőanyag közötti résekben a dugattyú és a henger, egy határréteg szivattyú lapátok, stb

Az áramokat a tényleges csővezetékek leggyakoribb kis viszkozitású folyadékok (víz, üzemanyag, olaj, savak, stb) általában turbulens

Megfigyelések azt mutatják, hogy a természetben létezik két különböző típusú mozgást: először is, rendezett réteges vagy lamináris 1. mozgását, amelyben az egyedi folyadék rétegek csúszni egymáshoz képest keverés nélkül egymással, és, másodszor, rendezetlen, vagy turbulens mozgást, amikor a folyadék részecskék mozognak a komplex összes idő miatt a változó útvonal, és a folyadék egy intenzív keverés. Régóta ismert, hogy a folyadék viszkozitása-Kie (olaj) lépés többnyire megrendelése és alacsony viszkozitású folyadék (víz, levegő) - szinte mindig elromlott.

A félüzemi Reynolds (3.), Hogy a tartályt vízzel üvegcső kapcsolódik. Részben a szelep kinyitása, lehet, hogy a víz áramlását a csövön keresztül, különböző sebességgel. A hajó a csövön keresztül jut a szája a cső festék.

3. ábra. telepítése Reynolds

4. ábra Lamináris és turbulens mozgást

Alacsony sebességnél a mozgás a víz a cső nem erodálódik színezett csepegtető-okra zhayuschey vízzel, és alakja egy kifeszített izzószál (4a ábra.) - áramlás ebben az esetben az úgynevezett lamináris. Sebességét növeljük a vízmozgás, festett folyamok kapott első hullámos körvonala (4b ábra), majd szinte hirtelen eltűnik, elmossa a teljes keresztmetszetében a cső és az összes folyadékot színező.

Fluid Motion zavarossá válik, az egyes részecskék színű folyadék scatter különböző száz-oldali, egymással ütköznek, ütni a falon stb (. Ábra 4c); Egy mozdulattal az úgynevezett turbulens. A fő jellemzője a turbulens mozgás jelenléte a mozgás irányára keresztben a sebesség komponensek ráhelyezve az alap mértéke hosszirányban. Reynolds A kísérletek azt mutatták, hogy az átmenetet a lamináris turbulens áramlás lép fel, egy meghatározott fordulatszám-eloszlású (az úgynevezett kritikus sebesség), amely azonban a különböző átmérőjű csövek változó, növekvő viszkozitás növekedésével és csökkenő csökkenő csőátmérők.

A lamináris áramlási sebesség eloszlása ​​keresztmetszetében parabolikus: közvetlenül a falak, a sebesség nullával egyenlő, és a nem-folyamatosan és fokozatosan növekszik a távolság tőlük, elérve a maximális a cső tengelyével (5. ábra).

5. ábra. A sebesség eloszlás lamináris áramlás a csövekben

A együtthatója hidraulikai ellenállás határozza meg a Stokes képlet # 955 = 64 / Re.

A turbulens áramlás a sebességeloszlás jogot nehezen: a legtöbb keresztmetszeti sebesség csak valamivel kisebb, mint a maximális érték (a tengely), de élesen csökken a fal közelében sebesség értéket (4.6 ábra.) Belül egy nagyon vékony réteg, az úgynevezett határvonal-viszkózus vagy felületről.

Sokkal egyenletesebb sebességet eloszlás a keresztmetszete, amikor a turbulens mozgást jelenlétével magyarázható-em turbulens keveredés gyakorolt ​​keresztirányú komponensei sebesség. Emiatt keverési részecskék nagy áramlási sebességek a központban, és kisebb sebességgel a kerületén, folyamatosan néző, kiegyenlítse a sebességet. A nagyon turbulens keveredés fala megbénult jelenlétében szilárd határok, és ezért van figyelhető sokkal gyorsabban csepp.

6. ábra. Velocity eloszlása ​​turbulens mozgást a csövek

A turbulens áramlási viszonyok, hidraulikus sima súrlódási zónában.

2300≤Re≤10 / E; Blasius formula # 955; = 0,3164 / Re 0,25 .Ahol E = Ke / d- ekvivalens relatív érdesség a belső cső felületén. Ke = 0,015 mm (új varrat nélküli acél); Ke = 0,15 mm (hegesztett acél enyhe korrózió).

A turbulens áramlás módban, a zóna vegyes súrlódás.

10 / Ke ≤Re≤500 / Ke; Alshulya formula # 955 = 0,11 (68 / Re + Ke / d) 0,25.

A turbulens áramlás módban a tisztességesség súrlódási zónában.

500 / Ke ≤Re; Shifrinsona formula # 955 = 0,11 (Ke) 0,25

Alapján néhány elméleti megfontolások, valamint a kísérletek eredményeit, Reynolds állítsa az általános feltételeket, amelyek mellett az esetleges lamináris és turbulens mozgást, és az átmenet az egyik rendszer egy másik. Kiderült, hogy a (módot) a folyadék áramlását a csőben függ dimenzió nélküli szám, amely figyelembe veszi a fő meghatározó tényezők mozgás: az átlagos sebessége v, a cső átmérője d, a folyadék sűrűsége p és annak abszolút viszkozitás n. Ez a szám (később ez lett kötelező-Reynolds-szám) a következő:

Re = # 965; # 961; d / # 956; = # 965; d / v.

A d átmérő a Reynolds-szám helyettesíthető bármely lineáris átmérője kapcsolódó áramlási körülmények között vagy áramlás (cső átmérője, az átmérője a labda beesik a folyékony, a hossza a lemez és a folyékony áramvonalas al.).

A Reynolds-számok, amelyek az átmenetet a lamináris turbulens mozgást, az úgynevezett kritikus és jelöli Rekr. Amikor Re> Rekr mozgás rezsim turbulens a Re

A kérdés az instabilitása lamináris áramlás és annak átmenet viharos, valamint a legnagyobb Cree-matic Reynolds vetettük alá alapos elméleti és kísérleti vizsgálatok, de eddig még nem kapott elegendő teljes megoldást. Leggyakrabban a számítások figyelembe a kritikus Reynolds-számnak értéke a folyadékáramlás csövek

A vizsgálatok azt is mutatják, hogy a kritikus Reynolds szám növekszik és csökken kúpos csövek bővül. Ez lehet azzal a ténnyel magyarázható, hogy a gyorsulás a mozgása folyadék részecskék kúpos csövek a tendencia, hogy keresztirányú keverés csökken, és a lassú áramlási fokozódik a bővülő csövek.

A kritikus Reynolds-szám könnyen megtalálja a kritikus sebesség, azaz a sebesség, ami alatt mindig lamináris mozgást ..:

A fűtés csövek, víz, levegő, gáz, stb mozgás általában turbulens, mint a mozgó közeg (víz, levegő, gáz, gőz) van egy alacsony viszkozitású. Lamináris rendszer csak akkor lehetséges, nagyon kis átmérőjű csövek. Több viszkózus folyadékok, mint az olaj, mozoghat lamináris még nagy átmérőjű csövek.

A fizikai értelemben vett Reynolds szám aránya turbulencia tényező a nyugtató tényező.