ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Движение жидкости в трубах из "Методы подобия и размерности в механике " Большое значение методов теории размерности и подобия выяснилось впервые с особой ясностью в гидравлике при изучении движения жидкости в трубах. Несмотря на практическую важность и на простоту соображений теории размерности, их применение к задачам гидравлики, принесшее огромную пользу и Jсоставившее крупный шаг 2а ] ] вперёд в истории гидравлики, произошло только в конце XIX в. после работ Осборна Рейнольдса ). [c.42] Соображения теории размерности вместе с более чёткой и общей постановкой задачи позволили согласовать и объединить многие эмпирические законы, найденные для движения различных жидкостей при разной температуре в трубах с различными диаметрами и с различными скоростями движения. [c.42] Относительно рассматриваемого движения жидкости мы предположим, что оно установившееся. [c.43] Далее мы допустим, что свойство сжимаемости в изучаемых процессах несущественно, поэтому будем рассматривать движение несжимаемой жидкости. Свойства инерции и вязкости жидкости, характеризуемые плотностью р и коэффициентом вязкости [X, мы примем во внимание. Так как коэффициент вязкости зависит от температуры, то, учитывая эту зависимость, мы учтём также влияние температуры ). [c.43] Для определения движения жидкости достаточно ещё задать либо перепад давления вдоль трубы, либо расход жидкости в единицу времени через поперечное сечение трубы, либо среднюю скорость и жидкости по сечению трубы и т. п. [c.43] Все механические характеристики движения являются функциями этих параметров. [c.43] Мы имеем здесь в виду учёт температуры в предположении, что её можно считать постоянной во всей массе жидкости. [c.43] Задачи об определении сопротивления трубы или об определении расхода жидкости в зависимости от перепада давления сводятся к отысканию функциональной зависимости ф(Я). Эту функцию можно найти экспериментальным путём, измеряя сопротивление в зависимости от скорости (или от расхода протекающей жидкости) при движении воды в одной какой-нибудь трубе. Полученные результаты можно использовать при рассмотрении движения других жидкостей и в трубах с другими диаметрами. Так, например, по опытным данным о движении воды можно в ряде случаев (когда несущественна сжимаемость, т. е. при скоростях, значительно меньших скорости звука) решить многие вопросы о движении в трубе воздуха и т. п. (рис. 4). [c.44] Опыт показывает, что движение жидкости в трубе происходит при двух резко различающихся между собой режимах—ламинарном режиме и турбулентном режиме. При ламинарном движении в цилиндрической трубе частицы жидкости движутся по прямым, параллельным образующим трубы при турбулентном движении имеется беспорядочное перемешивание жидкости в направлении, перпендикулярном к образующим трубы. Турбулентный поток можно рассматривать только в среднем как установившееся движение. [c.44] В ряде случаев ламинарное движение жидкости в трубе обладает слабой устойчивостью или вообще неустойчиво и уступает место турбулентному движению. [c.44] Ламинарный режим характерен для движений очень вязкой жидкости с малыми скоростями в трубах с малыми диаметрами (например, в капиллярных трубках). Турбулентный режим характерен для движений жидкости с малой вязкостью, происходящих с большой скоростью в трубах с большими диаметрами. [c.46] Опытные данные показывают, что функция ф (R) имеет две ветви, одна из которых соответствует ламинарному, а другая— турбулентному режимам движения. Вблизи критического значения числа Рейнольдса имеется некоторая переходная область. [c.46] Вернуться к основной статье