ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Потери на трение в цилиндрической трубе (опытные данные) из "Техническая газодинамика Издание 2 " Выше рассматривалось движение вязкого газа в трубе в предположении, что коэффициент сопротивления постоянен. [c.217] В действительности коэффициент сопротивления зависит от числа Рейнольдса и—в общем случае — от безразмерной скорости М. Такая зависимость устанавливается экспериментально. [c.217] Более простая зависимость для выражается формулой [X. 10 = 1,757 4-0,00483/ С. [c.218] Здесь функция и зависит только от Я по формуле (2-46а). [c.218] Для нахождения связи между / и Я можно воспользоваться формулой (5-18). [c.219] Рассмотрим вначале некоторые результаты опытного исследования потоков в цилиндрических трубах при небольших скоростях. [c.219] На рис. 5-6 показано изменение профиля скоростей в трубе в зависимости от числа Ке для турбулентного режима. Здесь же нанесена эпюра скоростей для ламинарного потока в трубе. Сравнение кривых показывает, что профиль скоростей при турбулентном режиме значительно более полный, чем при ламинарном, причем с ростом числа Ке наполнение профиля увеличивается. [c.219] Как известно, при турбулентном двил ении, возникающем в трубах при Ке 3 000, имеют место перемещения макрочастиц в поперечном направлении. При этом частицы внешнего потока, обладающие большой кинетической энергией, перемещаясь к поверхности, увеличивают кинетическую энергию частиц у стенки, движущихся с малыми скоростями, и наоборот, частицы, переместившиеся от стенки в ядро потока, тормозят здесь движение жидкости. [c.220] В соответствии с изменением профиля скорости в зависимости от числа Не коэффициент сопротивления трубы должен также меняться в функции этого параметра. [c.220] Следует подчеркнуть, что перестройка течения на выходном участке трубы сопровождается резким изменением профиля скорости в пристеночном слое. [c.224] График на рис. 5-10 показывает, что при М 0,70-г-0,75 коэффициент сопротивления не зависит от М и весьма близок к Для этой области расчет С может производиться по любой эмпирической формуле [например, (5-26)] или по кривым ВТИ. [c.224] При М 0,7- 0,75 коэффициент сопротивления трубы уменьшается с ростом М особенно интенсивное снижение С наблюдается при скоростях М 0,85. [c.225] Разность сил давления, действующих на выделенный элемент жидкости, при равномерном движении в трубе равна силе трения на стенке трубы, т. е. [c.225] В соответствии с формулой (5-28) результаты изложенного выше опытного исследования можно выразить так влияние сжимаемости, заметно проявляющееся при Л1 0,75, приводит к некоторому уменьшению силы трения, отнесенной к кинетической энергии потока в данном сечении. [c.225] Околозвуковой поток особенно чувствителен к изменению сечения, что видно из уравнения (5-8). Поэтому на концевом участке трубы, где М 0,9, наблюдаются весьма большие отрицательные градиенты давления и соответственно резкое снижение С. [c.225] Резкое уменьшение С при М 0,9 связано также с тем, что область скоростей М = 0,9-ь1,0 расположена вблизи концевого участка трубы, где пристеночный слой нарушается. При расчете по формуле (5-28) значительная деформация профиля скоростей на выходном участке трубы не [учитывается. [c.225] Для третьей группы режимов, когда в результате скачков поток становится дозвуковым, характер распределения давления по данным Неймана и Лустверка показан на рис. 5-11 (для Я = 2,2). По мере повышения давления в выходном сечении трубы система скачков перемещается к соплу. Интенсивность скачков при этом повышается. Отметим, что протяженность системы скачков оказывается значительной. За системой скачков поток дозвуковой, и давление вдоль трубы падает. [c.226] В соответствии с различным характером распределения давлений по цилиндрической трубе при сверхзвуковых ско-)остях будут различными и коэффициенты сопротивления. Лри равномерном сверхзвуковом потоке в трубе (без скачков) коэффициент сопротивления имеет наименьшее значение. [c.226] Можно предположить, что на этом участке происходит турбулизация пристеночного слоя в трубе, т. е. переход его из ламинарного режима в турбулентный В предыду-Ш,ей области М = 0,95-г-1,03, где градиенты давления достигают максимальных значений, по-видимому, происходит ламинаризация пристеночного слоя, так как при больших отрицательных градиентах давления интенсивность турбулентных пульсаций снижается. [c.227] На участке М = 1,25, 6 С снижается и при М = 1,65 достигает минимального значения С0,01. Это снижение объясняется наполнением профиля скорости в области сверхзвукового течения с отрицательными градиентами давления. [c.229] Вернуться к основной статье