Напряжения касательные труб — Определение

Одна из главных особенностей, отличаюш их многослойные элементы от соответствуюш,их однослойных, связана с их повышенной податливостью на сдвиг. Часто возникают существенные трудности при определении контактного давления, межслоевых нормальных и касательных напряжений в многослойных конструкциях. В связи с этим развитие эффективных аналитических методов исследования напряженно-деформационного состояния (НДС), определение контактной жесткости многослойных цилиндрических труб является одним из важных вопросов в данной проблеме. [c.291]

К методам, связанным с полным разрушением тела, принадлежат почти все известные в настоящее время механические методы определения нормальных остаточных напряжений в стержнях с поперечным сечением, постоянным по всей его длине, в трубах (толстостенных и тонкостенных), пластинках, дисках и других телах простой геометрической формы. В последние годы начали развиваться методы определения остаточных напряжений в телах сложной конфигурации (впадины зубьев шестерен, надрезы и т. д.) для случая неосесимметричного распределения остаточных напряжений, а также методы определения касательных остаточных напряжений. [c.273]

Из предыдущего известно, что из-за отсутствия свободной поверхности числа Фруда и Вебера не влияют на характер движения, а значит, и на искомую зависимость. Так как жидкость несжимаема, на нее не влияет также и число Коши. Из геометрических параметров для труб с гладкими стенками можем указать только два длину I участка и диаметр d трубы. Считаем известным, что при движении заданной жидкости (параметры р и х) по трубе фиксированного диаметра устанавливается однозначное соответствие между характерной скоростью v и падением давления Др на участке длиной I. При этом, разумеется, устанавливается и определенное значение касательного напряжения т, но оно вполне определяется перепадом Ар и потому не может служить независимым параметром. С учетом этих соображений к параметрам, определяющим явление, отнесем I, d, V, р, Др, ц. Из этих шести размерных параметров можно составить всего три я-параметра [c.130]

Из предыдущего нам известно, что ввиду отсутствия свободной поверхности числа Фруда и Вебера не могут влиять на характер движения, а значит, и на искомую зависимость. Ввиду несжимаемости выпадает также число Коши. Из геометрических параметров для труб с гладкими стенками мы можем указать только два длину участка I и диаметр трубы д. Считаем известным, что при движении заданной жидкости (параметры р и р) по трубе фиксированного диаметра устанавливается однозначное соответствие между характерной скоростью V и падением давления Ар на заданном участке I. При этом, разумеется, устанавливается и определенное значение касательного напряжения т, но эта величина вполне определяется значением перепада Ар и потому не может служить независимым параметром. С учетом этих соображений в список параметров, определяющих явление, мы включим величины I, й, V, р. Ар, р. Согласно (5-97) из этих шести параметров мы можем составить всего три я-параметра [c.141]

Отметим здесь относительную простоту экспериментального определения касательных напряжений на стенке трубы возникающих [c.146]

Заметим, что когда турбулентные области в трубе разрастаются, растет и сопротивление движению жидкости (в связи с ростом турбулентных касательных напряжений трения), при этом скорость и уменьшается. Как только она делается меньше критической скорости, разросшиеся турбулентные области обращаются в ламинарные (или выносятся за пределы рассматриваемой части потока) после этого в связи с уменьшением потерь напора (обусловленным переходом турбулентного режима в ламинарный на отдельных участках трубы) скорость v увеличивается, причем турбулентные области снова, появляются и т. д. В связи с таким характером движения в переходной зоне, представить это движение на графике какими-либо определенными кривыми нет возможности. Исключение здесь могут составить только случаи, когда ламинарный режим затягивается и имеет место по длине всего трубопровода (см. прямую 2-3) или, когда в связи с особыми условиями движения турбулентный режим имеет место по длине всего трубопровода (см. линию 5 — 6). [c.162]

Экспериментальное определение сопротивления композиционного материала при сдвиге путем испытания на кручение также не обеспечивает однородное напряженное состояние. При кручении полого анизотропного цилиндра в виде тонкостенной трубы распределение напряжений по толщине стенки трубы неоднородно. Наибольшие значения напряжений возникают на наружной поверхности трубы. Даже небольшая неравномерность в распределении касательных напряжений по толщине стенки трубы из анизотропного композиционного материала может привести к локальному скалыванию по наружному слою. Полученные таким образом характеристики прочности будут заниженными, так как не будут соответствовать разрушению материала трубы в целом. [c.150]

В исследованиях, описанных в предыдущих разделах, точная величина приложенной к краю пластины нагрузки оставалась неизвестной. В рассматриваемой в настоящем разделе задаче для нагружения была использована ударная труба, позволяющая точно измерить создаваемую нагрузку. Другой особенностью рассмотренной здесь задачи является раздельное определение нормальных и касательных напряжений на поверхности контакта пластины и включения [15]. [c.405]

В гл. 6 было показано, что при гидродинамически стабилизированном течении в трубе касательное напряжение изменяется линейно от некоторого значения на стенке до нуля у оси трубы. Можно показать, что и плотность теплового потока, по крайней мере при определенных условиях, изменяется таким же образом. Тогда обе части уравнения (9-3) должны быть равны постоянной, а касательное напряжение и плотность теплового потока можно заменить их значениями на стенке [c.188]

Воспользуемся универсальным профилем скорости, рассмотренным в гл. 6 и приведенным на рис. 6-11. Так как при стабилизированном турбулентном течении в трубе касательное напряжение изменяется линейно от некоторого значения на стенке до нуля на оси трубы [уравнение (6-12)], то легко определить зависимость между касательными напряжениями в любой точке поля потока и на стенке. Для определения ей воспользуемся уравнением (9-7а) и универсальным профилем скорости. [c.191]

Теплообмен в кольцевых каналах и в канале между параллельными пластинами (предельный случай кольцевого канала) представляет особенно интересную задачу конвекции, так как появляется возможность несимметричного обогрева стенок канала. Метод расчета теплообмена при ламинарном течении в кольцевых каналах обсуждался в гл. 8. В той же главе рассмотрено применение метода суперпозиции для расчета теплообмена при несимметричном обогреве. Задача расчета теплообмена при турбулентном течении в кольцевом канале может быть решена с помощью описанных методов решения аналогичной задачи для круглой трубы. Появляется только одна новая трудность, связанная с определением отношения касательных напряжений на стенках канала и радиуса, при котором касательное напряжение равно нулю. Эти величины необходимы для определения коэффициентов турбулентного переноса и градиентов скорости на стенках канала. Если задача для ламинарного течения была полностью решена исходя из основных законов сохранения, то аналитические методы решения аналогичной задачи при турбулентном течении являются полуэмпирическими и опираются на опытные данные. Отношение касательных напряжений на стенках кольцевого канала при турбулентном течении можно установить путем экспериментального определения радиуса, соответствующего максимальной скорости в кольцевом канале. Из простого баланса сил, приложенных к контрольному объему, легко показать, что радиус, соответствующий нулевому касательному напряжению и максимуму скорости, однозначно связан с отношением касательных напряжений на стенках канала. [c.214]

Отметим здесь относительную простоту экспериментального определения касательных напряжений на стенке трубы т ,, возникающих при турбулентном течении жидкости. Определить экспериментально касательные напряжения при внешнем обтекании тела, даже простой формы, например пластины, значительно труднее. Поэтому закономерности турбулентного течения часто изучают на примере движения жидкости в трубе. [c.168]

Движение неньютоновских жидкостей по трубам характеризуется рядом особенностей по сравнению с движением обычных жидкостей. Как показывает опыт, для начала движения неньютоновской жидкости необходимо создать некоторую определенную разность напоров, соответствующую равенству возникающего в жидкости касательного напряжения т ее начальному напряжению сдвига То. При этом вся масса жидкости отрывается от стенок трубы и движется первоначально как одно целое (как [c.214]

Рассмотрим еще один пример применения линий скольжения для определения усилий [1]. Определим внутреннее давление в трубе (рис. 105), при котором все сечение трубы будет находиться в пластическом состоянии. Деформацию считаем плоской. Так как. касательные напряжения отсутствуют, 0г будет главным напряжением и траекториями его бу- [c.228]

Здесь уместно подчеркнуть, что основное уравнение равномерного движения (4.5), равно как и общие выражения для определения потери напора (4.6) и перепада давления (4.7) в круглой трубе, а также закон распределения касательных напряжений по сечению трубы, выражаемый зависимостью (4.8), в одинаковой степени применимы как для ламинарного, так и для турбулентного режима. [c.102]

Движение неньютоновских жидкостей по трубам и лоткам характеризуется рядом особенностей по сравнению с движением обычных ньютоновских жидкостей. Как показывает опыт, для начала движения неньютоновской жидкости необходимо создать некоторую определенную разность напоров, соответствующую (см. 79) равенству возникающего в жидкости касательного напряжения т и ее начального напряжения сдвига то. При этом вся масса жидкости отрывается от стенок трубы или лотка и движется первоначально как одно целое (как твердое тело) с одинаковыми скоростя.ми для всех частиц. [c.248]

При определении модуля и прочности при сдвиге в плоскости укладки арматуры эталонным является метод кручения тонкостенных труб (см. табл. 7.5, схема 5—4). При кручении тонкостенных труб касательные напряжения по окружности и по длине образца распределены равномерно деформации сдвига по толщине стенки образца практически постоянны. При кручении понятие тонкостенная труба есть функция степени анизотропии материала образца и в зависимости от этого отношения необходимая относительная толщина образца Л/ может меняться в весьма широких пределах (см. табл. 7.5). Недостатки метода применим только для намоточных материалов или образцов специальных конструкций (например, укладка арматуры параллельна оси образца) весьма большие размеры образцов потребность в специальном оборудовании недопустимость потери устойчивости образца (для ее предотвращения применяются вкладыши, не препятствующие деформированию образца). [c.217]

Если предположить, что возникают только эти напряжения, равновесие элемента не будет обеспечено, следовательно, на гранях параллелепипеда, совпадающих с продольными (радиальными) сечениями трубы, также должны возникнуть внутренние касательные силы (напряжения т ). Они. образуют пару, момент которой уравновешивает момент сил, возникших по площадкам поперечных сечений (рис. 3.7,6). Остальные две грани элемента от напряжений свободны, так как они принадлежат наружной и внутренней поверхностям трубы, к которым никаких сил не приложено. Итак, на четырех гранях выделенное го элемента есть только касательные напряжения, а две грани от напряжений свободны, что соответствует второму определению понятия чистый сдвиг . [c.102]

Для определения зависимости касательного напряжения на стенке трубы в неустановившемся потоке от средней по сечению скорости могут быть использованы только уравнения движения [c.196]

Данный эффект можно объяснить следующим образом. Потери энергии при течении в трубе единичной массы жидкости со средней скоростью Ыср (длина трубы Ц с гидравлическим диаметром Ак = % иВг) lu / 2g)]. Если К, Ь, О — величины постоянные, то Д/г и изменяются с изменением частоты вращения трубы. На течение жидкости в трубе преобладающее влияние оказывает пристенный слой. При увеличении скорости вращения трубы пристенный слой постепенно разрушается, в результате чего уменьшается сопротивление трения. При достижении определенной скорости вращения (Нср)тах пристенный СЛОЙ ПОЛНОСТЬЮ разрушается, эпюра скоростей однородна по сечению, а расход максимален. Если и дальше увеличивать скорость со в пристенной области начинают действовать дополнительные касательные напряжения Тк, приводящие к дополнительным потерям давления. [c.59]

Для труб с техническими шероховатостями отмечены такие же режимы Ки / однако функциональная зависимость между напряжениями на поверхности и шероховатостью Я, как и пределы существования указанных режимов, могут существенно отличаться от результатов, полученных Никурадзе в экспериментах с песочной шероховатостью. Тем не менее, шероховатость других типов поверхности характеризуют, сравнивая измеренные значения касательных напряжений на поверхности в режиме полной шероховатости с результатами Никурадзе. Эквивалентная шероховатость может не быть равной действительным размерам элементов шероховатости. Следовательно, определение эквивалентной песочной шероховатости на поверхности раздела жидкости и газа носит также произвольный характер. Это особенно справедливо для переходного режима. Для двухфазного потока проблема еще более усложняется, так как в отличие от твердых поверхностей структура волн на поверхности раздела существенно меняется в зависимости от скорости газовой фазы и значения ф. Не ясен вопрос определения динамической скорости в расслоенном двухфазном потоке. Поэтому в общем случае можно говорить только о возможной аналогии в связи между эквивалентной песочной шероховатостью и действительной структурой поверхности раздела фаз. [c.120]

Поскольку обтекание газом волнового профиля жидкой пленки, движущейся в трубе, аналогично обтеканию несжимаемой жидкостью твердой поверхности стенки трубы, то для определения касательных напряжений на поверхности пленки воспользуемся известной зависимостью [c.187]

Длину л , на которой происходит вырождение закрученного течения, можно определить из анализа зависимости коэффициента гидравлического сопротивления на единицу длины трубы, касательного напряжения трения или универсального профиля суммарной скорости потока по длине трубы. Опытное определение ве)1ичины л для лопаточные завихрителей (см. табл. 1.1) показало, что вышеуказанные способы определения л дают близкие результаты (в пределах 20%). Обобщение результатов этих опытов при Ее = (0,5...1,5)° 10 для всех завихрителей позволило найти [c.31]

Сравнение теоретического распределения х(у) [уравнение (10-36)] с экспериментальным (данные [Л. 301]) в трех сечениях пограничного слоя перед началом течения с с1р1йх>() (х = 5,35 м), перед отрывом пограничного слоя (х = 7,62 м) в промежуточном сечении (х = 6,86 м) показано на рнс. 10-10. Экспериментальные значения х на этих графиках получены по измерениям u v термоанемометром в аэродинамической трубе. При определении профилей х(у) по (10-36) использованы измеренные значения толщины пограничного слоя и касательного напряжения на стенке. В сечении при х=5,35 м величина Хго принималась равной ее значению на пластине при соответствующих условиях обтекания, а в точке отрыва пограничного слоя тю = 0. Хорошее совпадение расчетных и опытных данных имеет место только в третьем сечении распределение касательного напряжения существенно зависит от формпараметра Н. [c.293]

Для чисто вязких жидкостей имеются удовлетворительные корреляции [22] для падения давления при турбулентном течении в круглых трубах. Обобщенное число Рейнольдса определяется так, чтобы данные по ламинарному течению на графике коэффициент трения — число Рейнольдса лежали на ньютоновской линии (см. ypaBHejane (2-5.25)). В турбулентном течении коэффициент трения оказывается зависящим как от числа Рейнольдса, так и от параметра п , определенного уравнением (2-5.13), и оценивается но уровню касательного напряжения на стенке. [c.280]

В этом случае нетрудно понять механический смысл влияния вязкости. Согласно гипотезе Ньютона [см. формулу (6)], жидкость как бы прилипает к стенкам и поэтому скорость граничнойструйки, примыкающей к стенке, равна нулю. Но уже на небольшом расстоянии от стенки она значительна (см., например, эпюру скорости по сечению трубы на рис. 64, а). Это и является причиной возникновения градиента скорости и, как результат, касательного напряжения т, которое, действуя на площадь жидкостного трения, создает силу сопротивления. Для преодоления этих сил требуется определенная затрата механической энергии жидкости. Поэтому в процессе движения вязкой жидкости запас ее механической энергии уменьшается. Обращаясь к схеме рис. 67, можно утверждать, что [c.117]

Дополнительные касательные лапрякения типа (-л V ),воьни-каюшие от турбулентности потока,принято называть рейнольдсовыми касательными напряиениями. Рейнольдсово касательное напряжение для турбулентного движения в трубах получается иа полного ка а-тельного напряжения, определенного формулой [З Л [c.73]

Основное различие в подходах к решению задачи теплообмена при конденсации на вертикальной поверхности и в вертикальной трубе в условиях ламинарного режима течения пленки конденсата под совместным действием гравитационных сил, и касательных напряжений, возникающих на границе раздела фаз, заключается в способах определения и учета сил, действующих на пленку. Для упрощения решения, а также в связи со слабой изученностью влияния парового потока на движение пленки конденсата и теплоперенос в ней обычно пренебрегают влиянием того или иного фактора сил тяжести [6.40— 6.42], поперечного потока пара [6.43, 6.44 и др.] и т. д. Однако почти все работы по конденсации движущегося пара имеют характерный недостаток — касательные напряжения на границе раздела фаз определяются по формулам, рекомендуемым для сухих гладких или шероховатых поверхностей [6.44—6.48] и справедливым для двухфазного кольцевого течения лишь в случае чрезвычайно малой толщйны пленки, когда отсутствует волновой режим течения или амплитуда волн не превышает толщины ламинарного слоя парового потока. В остальных случаях волнового режима сопротивление трения во много раз превышает сопротивление для гладкой твердой поверхности, что должно соответствующим образом отразиться на характере течения пленки и теплопереноса в ней. Имеющиеся расчетные рекомендации по теплообмену в рассматриваемой области удовлетворительно обобщают опытные данные, по-видимому, за счет корректирующих эмпирических поправок. Поэтому естественно расхождение расчетных и опытных данных, полученных при конденсации паров веществ с иными теплофизическими свойствами и отношением Re VRe, даже при соблюдении внешних условий (Re", АГ, q,P). [c.158]

Аналитический расчет Дайсслера и Леффлера по существу является развитием рассмотренного ранее расчета Дайсслера для круглой трубы. Вместо того чтобы пытаться непосредственно решать дифференциальные уравнения пограничного слоя, Дайсслер и Леффлер при-Р1ЯЛИ определенные допущения о характере изменения касательного напряжения и плотности теплового поток.о и, решив уравнения для касательного напряжения и плотности теплового потока, получили профили скорости 21 323 [c.323]

В определенном противоречии с перечисленными выше исследованиями находятся результаты работы Po ysia [206], согласно которому опытные точки, отвечающие различным компонентам, хорошо согласуются между собой в координатах b =f W ), однако полученная зависимость лежит примерно на 40% ниже кривой, рассчитанной при помощи универсального профиля скоростей. Такое расхождение может быть объяснено тем, что в [206] безразмерные скорость и толщина пленки рассчитывались не на основании истинных касательных напряжений, которые имели место при движении двухфазного потока в канале, а по потерям давления при течении того же количества чистого газа в гладкой трубе. [c.219]

Следовательно, суммарные касательные напряжения, возникающие на стенках трубы в результате движения газо-жидкостной смеси, существенно зависят от структуры течения. Значит, форма математической записи не мож8т быть единой, поскольку каждой из структур соответствует своя определенная физическая модель. [c.119]

Для определения касательного напряжения на стейке использована формула (11-42). В результате обработки большого экспериментального материала, накопленного при обтекании воздухом крыловых профилей в аэродинамических трубах NA A, они установили линейную связь между 6- [c.363]

Задача об упруго-пластических деформациях толстостенного металлического цилиндра, подвергнутого совместному действию внутреннего и внешнего давлений и осевой нагрузки, рассматривалась Мак-Грегором, Л. Коффином и Д. Фишером ), которые предполагали, что на кривой напряжений —деформаций металла имеется вполне определенная точка, после достижения которой металл упрочняется по закону То = /(7о)> где То — октаэдрическое касательное напряжение, а -(о октаэдрический сдвиг, который они предполагали малым. Так как при вычислениях они пользовались зависимостями между напряжениями и деформациями в форме, тождественной с уравнениями (32.10), то здесь следует сделать те же замечания, которые приводились и в сноске к уравнениям (32.10). Названные авторы нашли численными методами распределение напряжений сг , а, в трубах различных размеров из металла, для которого условие пластичности имело вид То = onst (то же условие было принято и в настоящем разделе) 2). [c.525]

Попов Д. Н. Обобш,енное уравнение для определения касательных напряжений на стенке трубы при неустановившемся движении вязкой жидкости. Известия вузов. Машиностроение , 1967, № 5. Изд. МВТУ им. Баумана, с. 52—57. [c.419]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...