Распределение скоростей в трубе при ламинарном течении

Рис. 2.37. Распределение скорости в трубе при ламинарном (Re < 2 10 ) и турбулентном (Re > 10 ) течении жидкости

Рис. 134. Распределение скоростей в трубе при ламинарном и турбулентном течении.

Если жидкость втекает в трубу с круглым поперечным сечением из боль шого резервуара, то на протяжении некоторого участка трубы, начиная от входа в нее, образуется входное течение, в котором распределение скоростей по поперечному сечению изменяется по мере удаления от входа. Около самого входа распределение скоростей по поперечному сечению почти равномерно, но дальше от входа профиль скоростей под воздействием сил трения начинает постепенно вытягиваться, пока, наконец, на некотором расстоянии от входа не принимает свою окончательную, в дальнейшем не изменяющуюся форму. О длине входного, или начального, участка трубы при ламинарном течении уже было сказано в 2 главы XI (см. рис. 11.8). Эта длина равна [c.536]

Распределение скоростей при ламинарном и турбулентном течении жидкости в круглой трубе. При ламинарном течении максимальная скорость находится на оси трубы. У стенок трубы скорость равна нулю, так как частицы жидкости покрывают внутреннюю поверхность трубы тонким неподвижным слоем. От стенок трубы к ее оси скорости нарастают плавно. График распределения скоростей по поперечному сечению потока представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью — квадратичную параболу (рис. 7, а). [c.14]

Рис. 4.11. Распределение скоростей при ламинарном течении жидкости в трубах

На рис. 92 показана типичная эпюра осредненных скоростей по сечению трубы, полученная путем измерения скоростей трубкой Пито — Прандтля в турбулентном потоке. Для сравнения штриховой линией показано распределение скоростей при ламинарном течении по формуле (180). Выравниванию осредненной скорости содействуют поперечные перемещения частиц жидкости. Скорости незначительно изменяются в основной толще потока, но резко уменьшаются вблизи стенки. Средняя скорость течения составляет приблизительно 0,8 максимальной против 0,5 при ламинарном течении. [c.157]

Опыт и общая теория показывают, что среднее давление вдоль оси неподвижной трубы как при ламинарном, так и при турбулентном движении распределено по линейному закону. Рассмотренное в предыдущем параграфе течение жидкости с параболическим профилем распределения скоростей по сечению круглой трубы имеет место только при ламинарных течениях при турбулентных течениях профиль распределения скоростей становится менее вытянутым, благодаря перемешиванию и обмену количеством движения поперек трубы средняя скорость ю оказывается почти постоянной по всему сечению трубы и только в узком слое около стенок трубы, благодаря прилипанию, скорость резко падает до нуля (см. рис. 87, б). [c.244]

Рис. 3-18. Распределение скоростей по сечению при неизотермическом ламинарном течении жидкости в трубе.

При ламинарном течении несжимаемой жидкости в цилиндрической трубе устанавливается параболический закон распределения скорости и температуры (рис. 3-32). Длина участка гидродинамической стабилизации и термической стабилизации Xj. соответственно равны [c.221]

Распределение скорости и температуры по поперечному сечению потока в общем случае зависит от характера их распределения во входном сечении. Только на достаточном удалении от входа устанавливается вполне определенное их распределение, не зависящее от распределения во входном сечении. Например, при ламинарном течении жидкости внутри трубы без теплообмена ее со стенками [c.131]

Примечания 1. Потери давления при ламинарном течении для масел с высокой вязкостью (свыше 250 сст) могут быть меньше рассчитанных по формулам на 20—30% из-за нагрева отдельных слоев жидкости. вызванного неравномерным распределением скоростей в сечении трубы [5]. [c.32]

Таким образом, при ламинарном течении независимо от числа Рейнольдса закон распределения скоростей носит квадратичный характер и для круглой трубы определяется формулой (5.3), а коэффициент Кориолиса а, учитывающий это распределение в уравнении Бернулли, равен двум (ад = 2). [c.49]

Ламинарный режим течения характеризуется параболической эпюрой распределения локальных скоростей в трубе (рис. 25), при турбулентном режиме течения эпюра локальных, осредненных по времени скоростей имеет более равномерный характер (рис.25). [c.82]

Одной из основных задач для численных методов решения уравнений Навье-Стокса в ламинарной и турбулентной областях течения можно считать определение коэффициентов местных гидравлических потерь. При решении этой внутренней задачи могут уточняться границы области местных потерь. Априорным определением местного гидравлического сопротивления можно принять такой участок трубопровода (русла), на границах которого распределение скоростей близко к распределению скоростей в бесконечно длинной трубе (равномерное течение). [c.107]

Распределение скоростей при ламинарном течении жидкости в круглой трубе. Как показывают исследования, при ламинарном течении максимальная скорость находится на оси трубы. У стенок [c.28]

Вычисление расхода при ламинарном течении жидкости в круглой трубе. Так как эпюра распределения скоростей в круглой трубе имеет вид параболоида вращения с максимальным значением скорости в центре трубы, то расход жидкости численно равен объему этого параболоида. Вычислим этот объем. Максимальная скорость дает высоту параболоида [c.28]

Распределение скоростей в сечениях равномерного потока несжимаемой жидкости при ламинарном течении в круглой трубе радиуса ло определяется формулой [23] [c.69]

Вычисление расхода при ламинарном течении жидкости в круглой трубе. Так как эпюра распределения скоростей в круглой трубе имеет вид параболоида вращения с максимальным значением скорости в центре трубы, то расход жидкости численно равен объему этого параболоида. [c.27]

Движение жидкости в трубе может быть либо ламинарным, либо турбулентным. При ламинарном течении распределение скорости по сечению трубы является параболическим (рис. 3-11, а). Наступление [c.37]

Какой вид имеют распределения скоростей при ламинарном течении в каналах и трубах переменного сечения, впервые вычислил Блазиус ) в предположении, что наклон стенок относите ьно оси, т. е. расширение, незначителен. Тогда вследствие уменьшения скорости происходит увеличение давления, которое складывается с падением давления, происходящим вследствие треиия. Если в результате этого сложения получается увеличение давления в направлении течения, то, как мы увидим ниже н № 48 и 5 , возникает возможность для возвратного движения частиц жидкости вблизи стенок. Если у у х) есть уравнение контура расходящихся стенок двухмерного течения, то услов.ем для такого возвратного движения по Блазиусу будет [c.61]

О. Рейнольдс До тех пор, пока течение остается ламинарным, введенная в него окрашенная жидкость движется в трубе в виде резко очерченной струйки, но, как только течение становится турбулентным, эта струйка расплывается и почти равномерно окрашивает всю движущуюся в трубе жидкость. Это показывает, что при турбулентном течении на главное течение жидкости, происходящее в направлении оси трубы, налагаются поперечные движения, т. е. движения, происходящие в направлении, перпендикулярном к оси трубы. Эти поперечные движения и приводят к перемешиванию движущейся жидкости. В результате такого перемешивающего движения происходит обмен импульсами в поперечном направлении, в то время как в продольном направлении каждая частица в основном сохраняет свой импульс. Это приводит к тому, что распределение скоростей по поперечному сечению трубы при турбулентном течении получается значительно более [c.415]

Рис. 20.4. Универсальный логарифмический закон распределения скоростей в гладкой трубе. Кривая 1) соответствует уравнению ф = Т1, т. е. ламинарному течению кривая (2) — переходу от ламинарной формы течения к турбулентной кривая (5) —уравнению (20.14), т. е. турбулентному течению при любых числах Рейнольдса кривая (4) — уравнению (20.11), т. е. турбулентному течению при Ре < 10 ,

Распределение скоростей в начальном участке ламинарного течения. Для возможности теоретического исследования явлений в начальном участке ламинарного течения Л. Прандтль предюжил взять в качестве исходного пункта то уравнение, которое получается из рассмотрения условия равновесия между изменением импульса, падением давления и силою трения для цилиндрического элемента, ограниченного плоскостями, перпендикулярными к направлению течения, делая при этом определенное предположение о форме профиля в начальном участке. Именно, он предположил, что профиль скоростей в начальном участке ламинарного течения в средней части состоит из прямой, т. е. здесь скорость постоянна, а сверху и снизу эта прямая переходит по касательной в параболы, отступающие назад, к стенкам, и так, что у стенок скорость равна нулю (фиг. 11). Эти половины парабол у самого входа в трубу имеют ширину, равную нулю, а затем, по мере удаления от входа, все более и более расширяются до тех пор, пока в определенной точке не сходятся своими вершинами и соединяются в одну цельную параболу. При этом скорость ядра течения должна возрастать так, чтобы удовлетворялось условие непрерывности течения, т. е. чтобы количество протекающей жидкости всюду было одним и тем же. Далее, Л. Прандтль предположил, что для ядра течения удовлетворяется уравнение Бернулли, а для всего поперечного [c.34]

Указанное характерное распределение скоростей по поперечному сечению потока наступает не сразу по входе потока в трубу. Всегда имеется начальный участок, в пределах которого происходит стабилизация движения. На этом так называемом участке f и д р о д и н а-мической стабилизации меняется характер потока (профиля скоростей). Так, например, при ламинарном течении жидкости (Re < 2200) во входном сечении на поверхности трубы образуется динамический пограничный слой, толщина которого увеличивается по мере удаления потока от входного сечения. В дальнейшем ламинарные пограни шые слои смыкаются и течение приобретает ламинарный стабилизированный характер (рис. 27.2, а). При турбулентном течении жидкости (Re >10 ) вблизи входного сеченйя сначала образуется ламинарный пограничный слой, который затем переходит в турбулентный. В дальнейшем происходит смыкание турбулентных пограничных слоев и течение приобретает турбулентный стабилизированный характер (рис. 27.2, б). [c.337]

Рис. 11.8. Распределение скоростей в начальном участке круглой трубы при ламинарном течении. Измерения — по Никурадзе (из книги Прандтля — Титьенса, т. II), теория — по П1иллеру [ ].

Рис. 20.22. Универсальный закон распределения скоростей (пристеночный закон) при турбулентном течении в гладких и шероховатых трубах. По Н. Шольцу [ ]. Кривая (I) — гладкая труба, ламинарный подслой, Ф = Т1 кривая (2) — гладкая труба, турбулентное течение, формула (20.14) кривые (5) — шероховатая труба, формула (20.33а), в которой величина Вх определяется формулой (20.336).

Рис. 3.4. Теплоотдача при вынужденном течении жидкоети а, б — распределение скоростей по сечению трубы при ламинарном и турбулентном режимах в — характер изменения интенсивности теплоотдачи при вынужденном движении жидкости

Турбулентное течение Пуазейля. Как было показано в 6-5, при ламинарном течении между двумя параллельными неподвнх<ными стенками, вызванном перепадом давления в продольном направлении, имеет место параболическое распределение скорости. Двумерное турбулентное течение исследовалось в широких прямоугольных трубах, где вторичные течения, связанные с наличием углов, образуются у боковых стенок, как показано схематически на рис. 13-3. [c.306]

Подобное обсуждение применительно к жидкости было проведено Вильсоном [31], который решил ряд интересных задач, связанных с установившимися распределениями температур. Следует также указать на некоторые другие работы [32, 33, 34]. Известен целый ряд точных решений для случая ламинарного течения вязких жидкостей, в частности для течения в трубе при пуазейлевском распределении скоростей [35, 36]. [c.21]

Какой вил имеют распределения скоростей при ламинарном течении каналах и трубах переменного селения, впервые вычис.1нл Блазиус ) предположении, что наклон стенок относитеиио оси, т. е. расшире-ие, незначителен. Тогда вследствие уменьшения скорости происходит величенне давления, которое складывается с ладенпем давления, пронс-. Если в результате этого сложения получается [c.61]

О1едовательно, А = 0,816. При ламинарном течении средняя скорость составляет, как мы знаем, всего 0,5 максимальной отсюда видно, что распределение скоростей при турбулентном течении значительно более равномерно, чем при ламинарном. Это иллюстрируется также на фиг. 194, на которой сопоставлено параболическое распределение скоростей а) по сечению трубы, соответствующее ламинарному движению, и распределение скоростей б), соответствующее турбулентному движению (при одинаковом в обоих случаях секундном расходе). Более выполненный профиль скоростей при турбулентном движении объясняется, как уже указывалось в предыдущем параграфе, интенсивным перемеши- [c.494]

Шлененно д 1в.к ния в начальним участке ламинарного течения. Если давление или оба давления и относятся к поперечным сечениям трубы, лежа,цим в начальном участке, то для поддержания течения требуется на единицу длины трубы разность давлений, большая той, которая соответствует уравнению (3), так как часть давления расходуется нл сообн ение ускорения ядру течения, т. е. на увеличение кинетической энергии движущейся в трубе жидкости. При многих исследованиях это обстоятельство ие учитывалось, а иногда о нем просто забывали, и это служило причиной того, чго результаты понимались неправильно и считались противоречивыми с другими. Чтобы лучше разобраться в том, что здесь происходит, рассмотрим течение в трубе с хорошо закругленным входом, причем жидкость поступает в трубу из большого резервуара (фиг. 10). Пусть этот резервуар настолько ве шк, что скоростями в нем можно пренебречь. Обозначим давление в нем на вы-соге оси трубы через Ра 1г. Вследствие того, что здесь жидкость приходит в движение, приобретая ускорение до достижения равномерного распределения скоростей и у входа в трубу, давление в этом месте [c.32]

Следовательно, при турбулентном течении для протекания через трубу определенного количества жидкости требуется значительно больший перепад давления, чем при ламинарном течении. Это вполне понятно, так как турбулентное перемешивание приводит к значительному рассеянию энергии, а потому и к значительному увеличению сопротивления. Далее, при турбулентном течении распределение скоростей в поперечном сечении получается значительно более равномерным, чем при ламинарном течении. И эта особенность турбулентного течения связана с перемешиванием жидкости, вызываюш,им обмен импульсами между слоями, близкими к середине трубы, и слоями, прилегаюш,ими к стенке. В технических условиях преобладаюш,ая часть движений жидкости в трубах происходит при весьма больших числах Рейнольдса, следовательно, эти течения являются турбулентными. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...