Гидродинамическое сопротивление при течении в трубах

Течение в трубе на таком удалении от входа, что поле скорости практически не зависит от характера распределения скорости на входе, называется стабилизованным. В случае постоянных физических свойств жидкости при стабилизованном течении распределение скорости по сечению не изменяется по длине трубы. Гидродинамическое сопротивление. Введем понятие коэ( и-циента сопротивления. При движении жидкости по трубе в результате диссипации энергии происходит уменьшение давления. Выделим участок трубы радиусом г, длиной I в области стабилизованного течения (рис. 25.2). [c.294]

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ТЕЧЕНИИ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ В ТРУБАХ 1. Распределение скоростей и гидродинамическое сопротивление при изотермическом течении [c.233]

При теоретическом описании нестационарных гидродинамических процессов в разветвленной гидравлической системе (см. рис. 7.21, й) использована приведенная в разд. 2.5 математическая модель одномерного течения в трубе с квазистационарной силой трения о стенки. При расчетах методом характеристик учитывали, что объем емкости 25 достаточно велик и в ней системой наддува поддерживали постоянное давление. Поэтому в качестве граничного условия на входе участка 1 принимали условие постоянства давления. Результаты статических проливок системы показали, что потери давления на разветвлениях невелики, т. е. существенно меньше потерь давления на местном сопротивлении и электроклапанах. Поэтому при расчетах принимали, что потери давления на разветвлениях отсутствуют, и использовали уравнения балансов расходов. [c.283]

Перейдем к подробному описанию течений в пределах каждой из зон сопротивления. Основными вопросами, которые нас будут интересовать, являются закон распределения скоростей и закон сопротивления при разных режимах течения. Знание этих законов необходимо, в конечном счете, для того, чтобы обоснованно перейти к одномерной модели потока в трубах и на основе последней построить инженерные методы гидродинамических расчетов. [c.152]

Первый режим наблюдается при малых числах Re. В этом случае бугорки шероховатости намного меньше толщины ламинарного подслоя, поэтому бугорки будут обтекаться полностью безотрывно (рис. XI. 14, а). Следовательно, в этом случае шероховатость не приводит к увеличению сопротивления, и никакой разницы между течениями в гладкой и шероховатой трубах не будет. При таком режиме шероховатая труба является гидродинамически гладкой. [c.285]

Существует большое число работ по изучению гидравлического сопротивления в двухфазном потоке, однако в настоящее время надежные рекомендации имеются только для изотермических течений. При кипении воды в трубах, в силу того что режимы кипения, структура, а следовательно, и локальные параметры изменяются вдоль трубы, закономерности гидродинамических потерь остаются исследованными недостаточно полно. [c.57]

Сопротивления по длине. В чистом виде эти сопротивления имеют место при течении жидкостей и газов по цилиндрическим трубам или каналам с постоянной по длине потока средней скоростью. В этих случаях потери гидродинамического напора (механической энергии), выраженные в линейных единицах столба данной жидкости, определяют по формуле Вейсбаха—Дарси [c.22]

Одним из основных вопросов при изучении развитой кавитации в гидродинамических трубах является установление соответствия между кар-тинами течения, наблюдаемыми в трубе и в безграничном потоке. Определение влияния стенок сводится к установлению связи между основными характеристиками явления, т. е. числами кавитации, размерами каверн, коэффициентами сопротивления и т.п. для безграничного потока и потока в трубе. [c.44]

Таким образом, в тех случаях, которые имеются в виду в Нормативном методе расчета котлоагрегатов, тепловой и гидравлический эквивалентные диаметры совпадают или почти совпадают друг с другом. Иначе обстоит дело при течении вдоль узких кольцевых каналов,образуемых двумя концентрическими трубами с диаметрами d и D = d + 26, если один только внутренний (или только наружный) периметр участвует в теплообмене. Формула (5-3) дает 46, тогда как = 26. Именно последний, гидравлический, диаметр (ig г принят в качестве определяющего размера при расчете теплоотдачи в кольцевых щелях. Это способствует выявлению прямой связи, всегда существующей меледу гидродинамическим сопротивлением и теплоотдачей при безотрывном турбулентном течении вдоль поверхностей нагрева. Поэтому рекомендуется от использования вообще отказаться и вводить в расчет только d . [c.124]

Большие трудности, связанные с прямым измерением сопротивления плывущей рыбы, заставили исследователей предположить, что оно равно сопротивлению эквивалентного прямого жесткого тела. Поэтому было сделано много попыток измерить вязкое сопротивление как некоторой механической модели, так и парализованной или вялой рыбы в условиях установившегося течения в аэродинамической или гидродинамической трубе, в буксировочном бассейне или в баках в режиме вертикального падения. Другой подход заключался в наблюдении торможения свободно скользящей рыбы (см. краткие обзоры [30а, 53]). Вообще говоря, измеренные значения коэффициента сопротивления Со имеют большой разброс эти значения отличаются от нескольких раз до десятков раз от коэффициента сопротивления турбулентного трения плоской пластины с такой же площадью поверхности при таком же.значении числа Рейнольдса. Однако имеются сообщения [41, 73], указывающие на то, что измеренный коэффициент сопротивления близок к коэффициенту сопротивления эквивалентной механической модели. Настоятельно требуется большое повышение экспериментальной точности, но этого трудно достигнуть. [c.108]

В данной главе излагаются результаты исследований авторов. При исследовании структур течения смеси, возникающих в горизонтальных и наклонных трубах высказан, доказан и использован принцип, заключающийся в том, что смена структур течения не во всех случаях приводит к изменению зависимостей, определяющих гидродинамические величины (истинные газосодержания, гидравлические сопротивления и другие). Эти зависимости меняются только при качественном изменении раздела между жидкостью и газом. Поэтому все виды структур течения, возникающих в горизонтальных трубах, разделяются на три зоны, в пределах каждой из этих зон зависимости для описания гидравлических величин остаются одинаковыми для всех структур. Для описания областей существования возможных структур течения в вертикальных и наклонных трубах впервые использован параметр в виде отношения скорости смеси к скорости реверса жидкой фазы. При этом все структуры течения разбиваются на две зоны. [c.55]

Метод эквивалентной трубы. Идея метода эквивалентной трубы заключается в замене расчета канала расчетом эквивалентной трубы, которая имеет такое же гидравлическое сопротивление, такую же длину /, и в ней протекает такая же жидкость и с той же скоростью, что и в канале. Метод эквивалентной трубы можно использовать при достаточно больших числах Рейнольдса, когда распределение скорости в турбулентном ядре течения можно приближенно рассматривав в качестве равномерного и когда толщина гидродинамического пограничного слоя бр, на который приходится основная доля изменения скорости от нуля на стенке до скорости в турбулентном ядре, пренебрежимо мала по сравнению как с радиусом кривизны периметра сечения р в любой его точке, так и с длиной нормали Ам также в любой точке периметра. Под длиной нормали здесь подразумевается расстояние от точки периметра, в которой восстановлена нормаль, до точки пересечения этой нормали с периметром. (Сечение представляет собой замкнутую односвязную область.) Следовательно, метод эквивалентной трубы можно использовать при выполнении сильных неравенств [c.293]

На рис. 4.23 [4.7] представлены две фотографии обтекания потоком предложенных в проекте форм поперечного сечения балки жесткости моста при визуализации процесса путем внесения в поток в гидродинамической трубе мелких алюминиевых частиц. На рис. 4.23, а показано поперечное сечение, которое вызывает явно выраженный отрыв потока рис. 4.23, б воспроизводит сглаживающее влияние на характер течения видоизмененного поперечного сечения, обеспечивающего снижение подъемной силы и силы лобового сопротивления. [c.119]

Резкое местное сужение и дальнейшее расширение проход-лого сечения отдельной струи вызывает отрыв ее от поверхности твэла. Возникновение турбулентных пульсаций и, по мере увеличения скоростей, появление отрывного течения струек приводят к значительно болынему гидродинамическому сопротивлению при течении охладителя через шаровые твэлы, по сравнению с теченлем теплоносителя в трубах при одинаковом [c.39]

В условиях дисперсно-кольцевой структуры потока, т. е. с момента начала срыва капель с поверхности пленки, определяемого формулами (1.72) и (1.73), расчет коэффициента теплоотдачи следует вести, подставляя в формулу (8.5) действительную среднюю скорость жидкости в пленке, которая может быть во много раз меньше скорости w. Однако, как уже отмечалось, в обогреваемых трубах из-за набухания пристенного двухфазного слоя весьма трудно точно измерить толщину пленки, а следовательно, и среднюю скорость течения в ней жидкости. В связи с этим был иредло-жрн метод, дающий возможность, минуя непосредственные измерения, найти эффективное значение скорости жидкости в пленке Wэф, которым определяются интенсивность..теилообмена и гидродинамическое сопротивление при дисперсно-кольцевой структуре [180]. Метод основан на гидродинамической теории теплообмена. Предполагается, что в двухфазном потоке при определенных сочетаниях режимных параметров (так же как и в однофазном) устанавливается соответствие между интенсивностью теплообмена и гидродинамическим сопротивлением. [c.243]

Г а и д е л ь с м а н А. Ф.. Некоторые вопросы теории гидродинамического сопротивления при адиабатическо.м течении газа с околозвуковой скоростью в трубе, Кандидатская диссертация, 1959. [c.505]

Излагаются результаты исследования авторами гидродинамики и теплообмена при турбулентном и ламинарном течении теплоносителей в каналах и моделях активных зон реакторов в круглых трубах, прямоугольных каналах, кольцевых зазорах и др. Обращено внимание на гидродинамические и тепловые процессы в неста-билизованных зонах, на влияние тепловыделения дистанциони-рующих устройств, обечаек реактора и пр. Рассмотрены весьма важные вопросы теплового моделирования сложных каналов, позволяющие оценить области применения тех или иных экспериментальных данных для расчета конкретных случаев. Приводятся примеры расчета гидравлических сопротивлений, касательных напряжений, полей скоростей и температурных полей. [c.2]

Теплоотдачу при течении по змеевикам рассчитывают путем введения в формулы для прямых труб поправочного коэффициента Сг,, который превышает единицу и тем более, чем меньше радиус витка R по сравнению с внутренним диаметром трубы d. Интенсификация теплоотдачи объясняется тем, что в изогнутых трубах возникают вторичные течения, накладывающиеся на основное движение вдоль оси трубы. Ядро потока, движущееся наиболее быстро вниз по течению, отбрасывается из-за центробежного эффекта наружу и заставляет медленные слои вблизи внешней стороны закругления перемещаться вдоль стенок к его внутренней стороне, т. е. в сторону центра кривизны. Таким образом, в поперечном сечении трубы возникает парный вихрь, и течение перестает быть осесимметричным. Дополнительный эффект перемешивания даже при развитом турбулентном режиме обусловливает заметное увеличение коэффициента теплоотдачи (и гидродинамического сопротивления), но, разумеется, еще более резко этот эффект проявляется при малых числах Рейнольдса. Необходимо иметь в виду, что критическое значение Re, определяющее переход к развитому турбулентному режиму, в змеевиках выше, чем в прямых трубах. Так, согласно [2, 3], где содержатся подробности по вопросу о змеевиках, для R/d = 3 и 12 ReKp соответственно равны 11500 и 7000. [c.127]

При переходе от трехмерного физического пространства к одномерным структурам (канал, трубопровод и т. п.) естественно использовать для описания течения РГ ряд гидродинамических характеристик. Важнейшими из них для решения задач вакуумной техники являются понятия молекулярного потока через канал и проводимости (сопротивления) канала. В исторической ретроспективе поиски корректных методов вычисления этих величин, стимулируемые техническими потребностями, дали, по-видимому, решающий толчок серии классических исследований Кнудсена, Смолу-ховского и Клаузинга. Не удивительно поэтому, что рассмотрению процессов молекулярного течения в каналах и трубах посвящена едва ли не большая часть публикаций по вакуумной технике. Начиная с основополагающей книги Г. А. Тягунова [108], этим вопросам уделялось значительное внимание во всех монографиях по расчету и проектированию ВС. Очень подробно оии освещены, в частности, в работах [17, 32]. Поэтому ограничимся только перечислением важнейших формул и приведем необходимые табличные данные по проводимости трубопроводов, каналов и отверстий, причем <цеит будет сделан на методику Клаузинга. Его подход, реализованный еще в 30-е годы, можно рассматривать в контексте о пого из универсал ,ных методов [c.27]

Учение о гидравлических сопротивлениях является одной из наиболее древних и традиционных областей гидравлики. Со времен первых измерений скорости потока и напора (или гидравлического уклона) при движении жидкости в трубах и открытых каналах известно, что потери напора (механической энергии потока) находятся в сложной связи со скоростью течения. Хотя характер этой связи был в значительной мере разъяснен еще в восьмидесятых годах прошлого столетия О. Рейнольдсом, все же вплоть до трвдцатых годов нашего столетия систематических представлений обо всем комплексе факторов, определяющих гидравлические сопротивления, не было. Как известно, важную роль здесь сыграли исследования геттингенской гидродинамической школы, возглавлявшейся Л. Прандтлем. [c.712]

При неизотермичеоком течении жидкости, когда вязкость и другие физические свойства не остаются постоянными, само понятие о длине гидродинамического начального участка нуждается в уточнении. В общем случае в качестве длины начального участка целесообразно принять то расстояние от входа в трубу, на котором пограничный слой, развивающийся на ее стенках, заполняет все сечение трубы и исчезает влияние начального распределения скорости. Из такого определения следует, что профиль око-,рости и коэффициент сопротивления за пределами начального участка при изотермическом движении остаются постоянными, а при неизотермическом движении могут изменяться по длине. В последнем случае полная стабилизация профиля скорости может наступить лишь после того, как произойдет полное выравнивание температуры но сечению потока. [c.143]

При протекании жидкости по трубам, каналам и т. д. различают два вида гидродинамического сопротивления сопротивление по длине, прямо пропорциональное длине участка потока, и местные сопротивления, связанные с изменением структуры потока на коротком участке при обтекании различных препятствий (в виде клапанов, задвижек и т. д.), а также при вн апном расширении или сужении потока, или при изменении направления его течения. [c.33]

В случае симметричных каверн практическое значение имеют форма каверны и лобовое сопротивление. Согласно экспериментальным и теоретическим данным для стоек и лопаток с длинными кавернами конечных размеров, каверна по форме близка к эллипсоиду, а лобовое сопротивление линейно зависит от числа кавитации. На фиг. 5.28 и 5.29 приведены зависимости теоретических значений ширины и длины каверны от числа кавитации при обтекании клиньев безграничным потоком, рассчитанные Перри [57] методом Плессета и Шеффера (модель Рябушинского) [58]. Там же представлены результаты измерений форм каверн за плоской пластиной, цилиндром и клиньями, полученные Уэйдом [906] в высокоскоростной гидродинамической трубе Калифорнийского технологического института. Эксперименты охватывали диапазон от течений с полностью развитой кавитацией до течений с частично развитой кавитацией. Неза-черненные значки на фиг. 5.29 соответствуют прозрачным кавернам, а зачерненные—-кавернам, заполненным смесью газовых пузырьков и воды. Испытываемые тела устанавливались горизонтально поперек плоской рабочей части трубы шириной 74 мм и высотой 356 мм. Отношение максимальной толщины тела к высоте рабочей части трубы составляло 0,027. Скорость течения изменялась в пределах от 7,83 до 12,2 м/с, что соответствовало интервалу чисел Рейнольдса от 0,6- 10 до 10 . Точного совпадения экспериментальных и теоретических данных ожидать не приходится, так как рабочая часть трубы имеет конечные размеры и, кроме того, в ней существует градиент давления в на-правлерши течения. Теоретически же рассматривается неограниченное течение с постоянным давлением во всей области течения. Сравнение показывает, что экспериментальные результаты в целом согласуются с теоретическими, но, как правило, экспериментальные значения ширины и длины каверны при том же числе кавитации больше. [c.227]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...