Круглой гладкой трубе шероховатых труб

Для гладких круглых труб такой параметр не требуется, поскольку все круглые трубы геометрически подобны и для них экспериментальные точки на графике к = к (Re) должны образовать единую кривую. Однако шероховатые трубы не являются геометрически подобными, поскольку требование геометрического подобия должно распространяться не только на форму поперечного сечения, но и на форму выступов неровностей стенок. Но тогда при строгом подходе практически невозможно найти две геометрически подобные трубы с естественной шероховатостью. Поэтому в качестве приближенного допущения принимают, что шероховатые трубы геометрически подобны, если отношение средней высоты А неровности к радиусу Го или диаметру d будет одинаковым (рис. 6.11). Тогда опытные данные следует обрабатывать в виде кривых [c.148]

На примере круглой трубы покажем, как можно разделять поверхности, омываемые движущейся жидкостью, на гладкие и шероховатые. [c.116]

Рис. 13-13.. Схемы, иллюстрирующие способы непосредственного определения X в трех основных задачах расчета течения в круглой трубе, а —расчет б —расчет О в — расчет й / — гладкие трубы 2 — шероховатые трубы.

При описании метода решения аналогичной задачи для круглой трубы указывалось, что прямой расчет диаметра возможен только в случае гладкой трубы, а в случае шероховатой трубы решение возможно только методом последовательных приближений. Это же справедливо и при подборе R для канала. Однако формула (13-77) и шкала Re , /s на номограмме рис. 13-12 оказываются полезными и при расчете по методу последовательных приближений. (Прим. ред.) [c.327]

В практических условиях, по крайней мере при больших числах Рейнольдса, трубы не могут рассматриваться как гидравлически гладкие. Шероховатость стенок труб приводит к тому, что сопротивление получается более высоким, чем это следует из формул, выведенных в предыдущем параграфе для гладких труб. В связи с этим понятно, что законы течения в шероховатых трубах имеют большое практическое значение и поэтому уже давно служили предметом многочисленных исследований. Однако попытки систематического исследования наталкивались на одну принципиальную трудность, связанную с большим многообразием геометрических форм шероховатости и, следовательно, с чрезвычайно большим числом параметров, определяющих шероховатость. В самом деле, пусть мы имеем стенку с совершенно одинаковыми элементами, образующими шероховатость очевидно, что сопротивление, оказываемое такой стенкой движению жидкости, зависит не только от формы и высоты элементов шероховатости, но также от плотности распределения шероховатостей, т. е. от числа элементов шероховатости, приходящихся на единицу площади, и, кроме того, от группировки этих элементов на поверхности. Вследствие этих обстоятельств потребовалось довольно значительное время, прежде чем удалось вывести ясные и простые законы течения в шероховатых трубах. Обзор многочисленных старых измерений дал Л. Хопф [ ]. Он установил, что все ранее выведенные законы сопротивления в шероховатых трубах и каналах могут быть разбиты на два типа. В законах первого типа сопротивление в точности пропорционально квадрату скорости, следовательно, коэффициент сопротивления Я не зависит от числа Рейнольдса. Такой тип закона сопротивления получается для сравнительно грубой и очень частой шероховатости, наблюдающейся, например, у цемента, необработанного железа, а также в искусственных условиях— при наклейке на стенки крупных зерен песка. В этом случае шероховатость стенки может быть охарактеризована посредством одного-единственного параметра, так называемой относительной шероховатости к/В, где к есть высота элементов шероховатости, а 7 — радиус трубы с круглым поперечным сечением или гидравлический радиус некруглого сечения. Из соображений о подобии можно заключить, что при такой шероховатости коэффициент сопротивления X зависит только от относительной шероховатости. Эту зависимость можно определить экспериментально, если одну и ту же шерохова- [c.554]

Весьма обширные и тщательные систематические измерения в шероховатых трубах выполнил И. Никурадзе [ ]. Для своих исследований он использовал круглые трубы, внутренние стенки которых были оклеены насколько возможно плотнее песком с зернами определенного размера. Путем выбора различных диаметров трубы и различных размеров зерен песка относительная шероховатость кз/В. варьировалась в пределах от 1/500 до 1/15 ). В результате были получены законы для распределения скоростей и сопротивления, причем выяснилось, что эти законы простым образом связаны с аналогичными законами для гладких труб. [c.555]

В исследовании, проведенном в МЭИ [Л. 30], подробно изучены различные виды шероховатости типа резьбы , кото- рая наносилась на внутреннюю поверхность круглой трубы диаметром d=16,7 мм и f/d=100. Опыты проводились с водой. На рис. 10-4 приведены опытные данные, относящиеся к резьбе треугольного профиля (рис. 10-3,а). Коэффициент теплоотдачи отнесен к поверхности гладкой трубы (без учета эффекта оребрения). Приведенные данные показывают, что такой вид искусственной шероховатости позволяет значительно увеличить теплоотдачу. В этом исследовании было показано также что скругленная шероховатость (рис. 10-3,6) значительно менее эффективна в ряде случаев она вообще не дает увеличения теплоотдачи в сравнении с гладкой поверхностью. Это указывает на то, что острая кромка выступов имеет существенное значение для интенсификации теплоотдачи. [c.273]

Круглые трубы. Коэффициент сопротивления трения круглой трубы (1о) в зависимости от числа Рейнольдса и относительной шероховатости может быть найден по графику (рис. 1.1). Для технически гладких труб при Ре = 4 10 10 используется формула Блазиуса [c.20]

Законы сопротивления для шероховатых и гладких труб прямоугольного сечения аналогичны законам сопротивления для круглых труб, но изменение формы поперечного сечения приводит к различию констант в уравнениях. Коэффициент сопротивления трения для гладких труб прямоугольного течения может быть выражен [Л. 10] в виде [c.307]

Обобщенный результат этих исследований для течения в круглых трубах показан на рис, 1-9. В области < 5, т. е. когда шероховатость не выходит за пределы области с безусловным преобладанием молекулярной вязкости, поверхность является гидродинамически гладкой. [c.32]

Потери напора на трение при турбулентном движении жидкости в трубе с поперечным сечением некруглой формы можно рассчиты-. вать по формуле Дарси (3.4), в которой вместо диаметра трубы принимают гидравлический (эквивалентный) диаметр г=4/ = 4о)/х. Число Рейнольдса в этом случае равно г йт/х. При расчете коэффициента X гладких и шероховатых труб некруглых сечений можно пользоваться формулами для круглых труб, за исключением вытя- [c.85]

Рис. 6-13. Коэффициенты трения при полностью развитом турбулентном течении в гладких и шероховатых круглых трубах (Моуди Л. 18]).

Краткое содержание. Гидродинамический микроскоп позволяет наблюдать движение мельчайших частиц в потоке жидкости, пересекающих интенсивный пучок света, а это в свою очередь дает возможность измерять среднюю скорость жидкости, максимальные величины трех составляющих турбулентной скорости и их максимальное угловое отклонение от среднего направления потока жидкости. Следовательно, этот микроскоп может быть использован для изучения турбулентного потока, особенно вблизи твердой стенки. В статье приведены результаты некоторых исследований, проведенных по этой методике и касающихся главным образом вопросов пограничного слоя. Они включали в себя 1) исследование развитого турбулентного потока в гладком и шероховатом квадратных каналах и в гладкой круглой трубе 2) переход от ламинарного потока к турбулентному в пограничном слое длинного удо-бообтекаемого тела вращения и 3) статическое давление в развитом турбулентном потоке. [c.119]

Из новых работ о движении жидкостей в трубах следует упомянуть следующие Кона ков П. К., Новая формула для коэффициента сопротивления гладких труб. Доклады Акад. Наук СССР, т. Ы (1946), №7 Невзглядов В. Г., О турбулентном движении жидкостей в круглых трубах. Изв. Акад. Наук СССР, Отд. техн. наук, 1445, №9 Невзглядов В. Г., О турбулентном потоке в шероховатых трубах. Доклады Акад. Наук СССР, т. ЬУ (1947), №2 Якимов Л. К., Новый закон турбулентного движения вязкой жидкости. Доклады Акад. Наук СССР, т. Ь. (1945). [Прим. перев.) [c.227]

Все реальные стенки в большей или меньшей степени шероховаты. Естественная шероховатость может иметь самые различные размеры, геометрические формы и распределение по поверхности. Это крайне затрудняет ее количественную оценку и обобщение результатов исследования ее влияния на закон сопротивления и распределение скоростей. На рис. 8.3 представлены результаты экспериментов Никурадзе с круглыми трубами, внутренние стенки которых были плотно обклеены песком с зернами определенных размеров. Такая однородная песочная шероховатость полностью характеризуется так называемой абсолютной шероховатостью, т. е-средней высотой гребешков шероховатости Ks и относительной шероховатостью Ks// или относительной гладкастью трубы i /Ks. При ламинарном течении все шероховатые трубы. имеют та.кое же сопротивление, как и гладкие — закон сопротивления, а следовательно и распределение скоростей не изменяется. Это объясняется тем, что вязкая жидкость заполняет впадины между бугорками и ламинарность течения не нарушается. Критическое число Рейнольдса и сопротивление в переходной области также практически не зависят от шероховатости. [c.154]

В предыдущих гл. 7 и 8 были рассмотрены способы теоретического анализа процессов теплоотдачи на основе теории пограничного слоя на примере продольно и поперечно-омываемой пластины и вынужденного движения жидкости в гладкой круглой трубе. При этом физические константы К, ji,, р, с), от которых зависит способность жидкости переносить теплоту, принимались постоянными. Кроме того, не учитывалось влияние свободной конвекции, которая может либо усиливать теплоотдачу при вынужденном движении жидкости, либо ослаблять ее. Однако теоретическое определение теплоотдачи при наружном омывании тел более слоя ной формы или при вынужденном движении в трубах некруглого сечения с шероховатыми стенками (практически внутренние стенки труб всегда имеют шероховатую поверхность) с учетом переменности физических констант жидкости и свободной конвекции пока невозможно. Следует отметить, что значительная часть сведений о процессах переноса теплоты, которыми мы располагаем, была получена экспериментально. Поэтому инежерные расчеты теплоотдачи в основном построены на экспериментальных сведениях. [c.185]

Критическое число Рейнольдса определяется экспериментально и зависит от большого числа различных факторов. Явление этого перехода изучалось Г. Хагеном (1839 г.), Д. И. Менделеевым (1880 г.), однако систематические исследования возникновения турбулентного течения с установлением критерия перехода были проведены О. Рейнольдсом в 1883 г. для потока в круглой трубе. Критерием перехода оказался установленный анализом единиц измерения комплекс ршс11 1, где w — осредненная по поперечному сечению скорость, ай — диаметр трубы. Последующими многочисленными исследованиями было установлено существование двух чисел Рейнольдса — верхнего и нижнего. Нижнее значение равно примерно 2300 если Ке=ршй/р, 2300, то устойчивость ламинарного течения невозможно нарушить никакими возмущениями. В качестве верхнего числа Рейнольдса обычно принимают значение Ре=10 000, при котором в трубах с технической шероховатостью устанавливается развитое турбулентное течение. Однако в гладких трубах с плавным входом и отсутствием возмущений удавалось затягивать ламинарный режим до значительно больших значений Ре. [c.357]

Эти цифры справедливы при= 50 ООО для труб с небольшой шероховатостью. При увеличении поворота на 180° С увеличивается на 40f>/o, до 135° —на 21,50/п, при уменьшении до 45° С уменьшается на 37,7%. Для гладких латунных труб С уменьшается на 12%. Увеличение Re до 105 уменьшает С на 12,5d/o, при Re = 2,5 10 меньше на 24,3 /о. при Re= = 5-105 г меньше на 30,6%. Уменьшение/ г до 104 увеличивает ц на 46,7<>/q, при = 3000 С увеличивается на 117,5%. Значение Слоа Для рыночных круглых отводов, поворачивающих поток на 90°, дано в табл. 24. Для ламинарных потоков при / е<1000 потери на поворот столь малы по сравнению с потерями в прямой трубе, что кривые трубы можно считать по уравнениям прямых [17]. [c.417]

Все приведенные формулы относятся к трубам, имеющим технически гладкую поверхность. Для иитенсификацин геилоотдачи в ряде случаев на поверхность наносят искусственную шероховатость или чаще всего применяют волнистые, а также различным образом оребрениые трубы (стержни). Однако следует считаться с тем, что одновременно возрастает и гидродинамическое сопротивление, причем, как правило, в большей степени, чем возрастает интенсивность теплоотдачи. Такой же эффект вызывают применяемые иногда турбулизирующие или закручивающие поток вставки в круглые трубы, а также дистанционные узлы в кольцевых каналах. Выбор подходящих вариантов должен основываться в подобных случаях на комплексном рассмотрении вопроса, учитывающем затрачиваемую на прокачку теплоносителя мощность, технологичность устройств, удобство сборки и эксплуатации, стоимость и прочие технико-экономические соображения. По этим вопросам имеется обширная специальная литература. [c.127]

Формула (11.74) хорошо согласуется с эмпирическими данными. Так, например, данные Аллена и Е. Тэйлора (1923) о диффузии соли в воде в прямых круглых (но не очень длинных) трубах, приводят к значению / /Ru = 10,6 для одной серии экспериментов н K/Ru =l J для другой (см. Тэйлор (1954а)). В аналогичных опытах самого Тэйлора (проводившихся при участии Эллисона), в которых использовалась значительно более длинная гладкая труба, при условиях, наиболее точно соответствующих описанной выше теории, было получено значение / /Ru = 10,0 при использовании же трубы с сильно шероховатыми стенками оказалось, что / /Ru =10,5. Зависимость концентрации 6 т от времени t во всех перечисленных опытах на достаточно большом расстоянии от источника примеси близко соответствовала гауссовской кривой (см., например, рис. 11.2, воспроизводящий данные одного из опытов Тэйлора). В случае же изогнутых труб или, например, промышленных нефтепроводов, никогда не бывающих идеально прямыми, значения / /Ru,, оказываются заметно отличающимися от теоретического значе- [c.558]

Исследования А. П. Зегжда показали, что в открытых руслах подоб-нэ круглым трубам гидравлические сопротивления при движении жидкости также имеют переходную область, заключенную между прямыми 2 ц 4 (см. рис. IX. 1), когда гидравлически гладкие граничные поверхности русел становятся по мере увеличения числа Рейнольдса гидравлически шероховатыми. Следовательно, если средняя высота выступов незначительно превышает толщину ламинарной пленки, то это не вызывает интенсивной турбулентности, наблюдаемой при шероховатых поверхностях. В этом случае п заключено в пределах от 1,75 до 2, а [c.186]

Коэффициент лобового сопротивления бесконечно длинного цилиндра с регулярными ребрами квадратного или треугольного сечения (шероховатость 0,04), волнистого с крупной, средней и мелкой волной соответственно с шероховатостью 0,033 0,03 и 0,01 равен 0,65—0,75. Наибольшие значения коэффициента Сх у цилиндра с треугольным гофром (0,75) и мелковолнистым (0,70). Эти данные относятся к закризисному обтеканию цилиндров— числа Рейнольдса 0,4-10 -i-1,8-10 . Коэффициент лобового сопротивления гладкого круглого цилиндра, определенный в той же аэродинамической трубе и в том же интервале чисел Рейнольдса, — 0,4—0,55. [c.63]

Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что расслоенная структура при турбулентном режиме течения фаз смеси существует в основном в гидравлически гладкой (блазиуской) области. Поэтому принимаются блазиусовские законы распределения скоростей (в каждой фазе) и касательных напряжений. Последние в зависимости от величины критерия Рейнольдса заменяются напряжениями в переходной или шероховатой областях турбулентного режима течения. Следуя методике [85] исследуется расслоенное течение в плоскопараллельном канале. Затем результаты этого исследования распространяются на течение в круглой трубе. [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...