Вязкой жидкости движение в по трубе ламинарное

При некоторых движениях вязкой жидкости ее слои скользят один по другому, не перемешиваясь между собой. Такие движения называются ламинарными . Для исследования нескольких простых случаев ламинарного движения вполне достаточно соотношения (1). Одним из таких случаев является движение в прямолинейной трубе с круглым поперечным сечением. Выделим между сечениями трубы 1 и 2 жидкий цилиндр радиуса у (рис. 91). Пусть давление в сечении 1 равно рх, а в сечении 2 оно равно рг- Тогда на жидкий цилиндр действует сила (р1 -Р2) - [c.143]

Выражение коэффициентов сопротивления как функций числа Рейнольдса X (Re) или -ф (Re) называется законом сопротивления ламинарного движения вязкой жидкости в цилиндрической трубе. Зная X или легко найти перепад давления по выражениям (XI. 15) и (XI. 16), а следовательно, и величину мощности, необходимой для обеспечения заданного расхода Q (м /с). Формула мощности имеет вид [c.249]

Рассмотрим движение вязкой жидкости в круглой цилиндрической трубе радиусом Го- В данном случае при ламинарном режиме отдельные струйки движутся параллельно друг другу. Стенки, вдоль которых происходит движение, покрываются прилипшими к ним частицами жидкости скорость движения непосредственно на стенке равна нулю. Первый пристенный движущийся слой жидкости будет скользить по стенке, покрытой-прилипшими частицами, поэтому величина трения внутри трубы может быть определена по зависимости (4.2), подтвержденной теоретическими и лаборатор- [c.109]

Инженерам-механикам приходится производить гидравлические расчеты бензопроводов, нефтепроводов, маслопроводов жидкой смазки, систем охлаждения, водопроводных линий и т. д, В этих трубопроводах возможен как ламинарный (например, при движении вязких жидкостей технических масел, густой нефти и т. д.), так и турбулентный режим движения. Поэтому рассмотрим оба режима движения жидкости по трубам. [c.137]

Вывести дифференциальное уравнение движения, найти закон распределения скоростей и среднюю скорость и ламинарного потока вязкой жидкости в поперечном сечении плоской горизонтальной трубы прямоугольного сечения, высота которого А мала по сравнению с шириною. Кинематическая вязкость жидкости р перепад давлений на длине / равен Др. [c.60]

Анализ свободного турбулентного движения в общем несколько легче, чем анализ пристеночной турбулентности. При изучении свободной турбулентности вязкими (молекулярными) касательными напряжениями обычно можно пренебречь по сравнению с турбулентными касательными напряжениями во всем поле течения, в то время как при изучении течений в каналах (трубах) вязкие напряжения в ламинарном подслое должны учитываться (из-за затухания турбулентности вблизи стенки). В струях н следах в больших объемах жидкости градиент давления в направлении течения обычно равен нулю. [c.431]

Ламинарный поток вязкой жидкости в трубе имеет вполне определенное распределение скоростей по сечению трубы (см. рис. 10.22). Можно показать, что такое распределение скоростей указывает на вихревой характер движения. [c.297]

Не следует смешивать понятия пристеночного, ламинарного подслоя в трубе с ранее введенным представлением о ламинарном пограничном слое. Напомним, что движение вязкой жидкости в пограничном слое определялось как силами вязкости и давлений, так и инерционными влияниями движение в пограничном слое не было равномерным, а сам слой нарастал по толщине вниз по потоку. В рассматриваемом сейчас ламинарном подслое движение равномерно и происходит под действием голько движущего перепада давлений и сил вязкости. Пограничный слой граничит с внешним безвихревым потоком, ламинарный подслой располагается иод турбулентным ядром течения, законы движения которого не имеют ничего общего с потенциальным потоком. Нам придется в дальнейшем иметь дело с турбулентным пограничным слоем в этом случае вблизи стенки, на дне турбулентного пограничного слоя, будет существовать ламинарный подслой. [c.610]

Быстрое развитие техники в XIX в, способствовало накоплению экспериментального материала. Интенсивное развитие получила гидравлика и в особенности экспериментальное исследование движения воды и других вязких жидкостей в трубах и каналах. В связи с этим следует остановиться на работах двух крупнейших ученых — Ж. Пуазейля и О. Рейнольдса, проводивших обстоятельные исследования по движению жидкости в трубах малого диаметра. С их именами связано открытие двух режимов движения вязкой жидкости в трубах и каналах — ламинарного и турбулентного. Работы Рейнольдса являются началом создания теории турбулентного движения, получившей ныне большое развитие и огромное применение в аэродинамике, гидравлике и метеорологии. [c.11]

Правильное же понимание физической сущности электротепловых процессов немыслимо без тех теоретических расчетных формул, которые на сегодня могут считаться достоверными. При этом неоднократно приходится прибегать к использованию понятий подобия и к некоторым аналогиям. Вполне, например, допустимо провести аналогию между течением по трубе вязкой жидкости и течением электрического тока по проводу. Эту аналогию рассмотрим с помощью трубной модели. Силовые линии электрического тока можно уподобить струям ламинарного потока вязкой жидкости (рис. 1.19, а). Эти струи встречают концентрированное сопротивление своему движению относительно диафрагмы 1, вставленной в трубу (рис. 1.19, б), что приводит к искривлению струй. Если посередине диафрагмы вставлена решетка 2 (рис. 1.19, в), то происходит добавочное, уже микроскопическое искривление струй, и тем самым вводится дополнительное сопротивление движению жидкости. Сопротивления диафрагмы и решетки суммируются. Удалить решетку — значит снять микрогеометрическое искривление и уменьшить общее сопротивление. Ликвидировать диафрагму — устранить вообще всякое местное концентрированное сопротивление. Остается постоянно действующее, равномерно по длине трубы распределенное сопротивление трения жидкости о стенки трубы. [c.48]

Рассмотрим ламинарное течение вязкой (ньютоновской) жидкости в круглой трубе радиуса К При таком течении цилиндрические слои жидкости (которые должны мыслиться бесконечно тонкими) перемещаются в направлении оси трубы совершая "телескопическое" движение (рис. 8.2, а). Так как жидкость несжимаема, то скорость V остается постоянной по длине трубы и зависит только от расстояния г до центральной оси. Для определения [c.89]

В качестве первого наиболее простого примера интегрирования уравнения (45) разберем плоское ламинарное движение вязкой несжимаемой жидкости между двумя безграничными плоскостями у= Ь, которое можно представить себе как предельный случай течения по призматической трубе прямоугольного сечения, если одну сторону прямоугольника сохранять равной 2к, а другую устремить к бесконечности. В этом смысле рассматриваемое движение может быть названо течением жидкости сквозь плоскую трубу. В данном случае координата х исчезает, и уравнение (45) сведется к обыкновенному дифференциальному уравнению второго порядка [c.379]

Существование двух резко различающихся типов течений — ламинарных и турбулентных — было замечено еще в первой половине XIX века, но теория турбулентности появилась только вместе с замечательными работами Осборна Рейнольдса (1883, 1894). В этих работах он уделил основное внимание условиям, при которых ламинарное течение жидкости в трубах превращается в турбулентное, и установил общий критерий динамического подобия течений вязкой несжимаемой жидкости. В отсутствие внешних сил таким критерием является, кроме геометрического подобия, совпадение значений так называемого числа Рейнольдса Re = IУL/v, где V и L — характерные масштабы скорости и длины в рассматриваемом течении, а V — кинематический коэффициент вязкости жидкости. С динамической точки зрения число Ке может быть интерпретировано как отношение типичных значений сил инерции и сил вязкости, действующих внутри жидкости. Силы инерции, вызывающие перемешивание различных объемов жидкости, движущихся по инерции с разными скоростями, осуществляют (в трехмерной турбулентности) передачу энергии от крупномасштабных компонент движения к мелкомасштабным и тем самым способствуют образованию в потоке резких мелкомасштабных неоднородностей, свойственных турбулентным течениям. Силы вязкости, наоборот, приводят к сглаживанию мелкомасштабных неоднородно- [c.10]

В природе и технике турбулентное двилсение жидкости наблюдается чаще, чем ламинарное. Обйасти ламинарного движения — движение вязких жидкостей типа масел по трубам и в механизмах, движение грунтовых вод (но оно может также быть и турбулентным), движение в капиллярах (в том числе и движение крови в живых организмах). [c.114]

По современным представлениям механики жидкости и газа в законе Ньютона-Петрова под градиентом скорости понимается градиент скорости потока вязкой среды. При этом на поверхности твердой стенки скорость вязкой среды принимается равной нулю, на границе возмущенного (пограничного) слоя для внещнего обтекания и на оси для движения в симметричных трубах - максимальной. Такое представление градиента скорости, при правильном использовании граничных условий, приводит к распределению скоростей и сопротивления трения, соответствующим многочисленным результатам экспериментов, особенно для ламинарного движения. При этом в качестве масштаба скорости используется или максимальная, или средняя (среднерасходная) скорость. Однако распределения скоростей, отнесенные к эти.м масштабам скоростей, не обладают свойством универсальности при изменении числа Рейнольдса или условий на омываемой поверхности. [c.18]

Рассмотренные в предыдущих двух главах движения вязкой жидкости относились к числу ламинарных движений. Траектории частиц, линии тока, поля скоростей и давлений в этих движениях имели совершенно определенный, регулярный характер. Выражением этой регулярности ламинарного движения служил тот факт, что общая картина наблюдающихся в действительности ламинарных движений и многие их детали достаточно хорошо описывались решениями уравнений Стокса при соответствующих, также регулярных , начальных и граничных условиях. Можно, например, вспомнить пуазейлево движение вязкой жидкости по круглой трубе, соответствие теоретически рассчитанных характеристик которого (парабола скоростей, формулы расхода и сопротивления) опытным данным уже давно блестяще подтверждено. То же относится к многочисленным другим примерам ламинарных движений вязкой жидкости движению смазки в узких зазорах между валом и цапфой подшипника, вполне удовлетворительно описываемому гидродинамической теорией смазки подшипников, движениям в ламинарных пограничных слоях, с достаточной точностью рассчитываемым по теории, изложенной в предыдущей главе, и др. [c.522]

В главе IV были решены задачи об установившемся прямолинейнопараллельном течении вязкой несжимаемой жидкости между параллельными неподвижными стенками и в круглой цилиндрической трубе. Предположение о прямолинейности траекторий всех частиц жидкости может оправдываться строго только при условии, что сами стенки на всём своём протяжении являются прямолинейными и простираются в обе стороны до бесконечности. Если же стенки по своей длине ргра1ничены и если к тому же у своих концов они не будут строго прямолинейными, то предположение о прямолинейном характере траекторий всех частиц жидкости может оправдываться только приближенно на тех участках, которые будут достаточно удалены от кон-арв стенок. Как уже указывалось в 5 главы IV, ламинарное движение в цилиндрической трубе ограниченной длины может реально осуществляться при выполнении двух условий. Во-первых, число Рейнольдса не должно превышать своего критического значения. Во-вторых, длина трубы, отсчитываемая от входного её сечения, должна превышать длину так называемого начального участка, на протяжении которого всякого рода возмущения, неизбежно возникающие при входе в трубу, будут постепенно уменьшаться. При выполнении этих двух условий на протяжении начального участка будут постепенно развиваться те основные признаки ламинарного режима, о которых была речь в 5 главы IV. [c.350]

Наиболее просто распределяются скорости течения частиц вязкой жидкости или газа внутри трубы, площадь сечения которой неизменна по длине, а линии движения частиц жидкости или газа сохраняют направление, параллельное оси трубы. Это так называемый случай стабилизированного ламинарного течения жидкости. Градиент давления жидкости по линиям тока в этом случае оказывается постоянным, и скорости движения частиц жидкости гю распределяготся по сечению трубы согласно уравнению [c.170]

Приближенное решение для ламинарного течения в призматических трубах произвольного сечения с достаточной для практических расчетов точностью может быть получено на основании применения рассматриваемой в теории упругости так называемой гидродинамической аналогии при кручении. Эта аналогия впервые была установлена Буссинеском, показавшим, что дифференциальные уравнения и условия на контуре, служащие для определения функции напряжений ф при кручении призматических стержней, тождественны с уравнениями для определения скоростей различных слоев вязкой жидкости при ее движении по трубе того же поперечного сечения, что и скручиваемый [стержень. [c.152]

Будущим теоретическим исследованиям по устойчивости ламинарных движений предстоит отразить основные детали тех сложных, граничащих со случайными движений, которые возникают при потере устойчивости изучаемого начального движения, а пока внимание многих ученых привлекает гидродинамический эксперимент, на современном уровне развития позволяющий глубоко проникнуть в процессы перехода ламинарных движений в турбулентные. Появившиеся в последнее десятилетие исследования в этом направ-.тении показывают, что нелинейные эффекты в вязких потоках крайне своеобразны. Чрезвычайно характерны в этом смысле явления, возникающие в круглой трубе при переходе рейнольдсова числа через критическое значение. Явления эти аналогичны и другим случаям ламинарного движения вязкой жидкости, в частности куэттовскому движению между движущимися параллельными плоскостями, между поверхностями вращающихся соосных цилиндров и в пограничных слоях. [c.525]

Рассмотрим схему движения потока жидкости (рис. 58), которую обычно принимают за основную рабочую схему при исследовании турбулентого режима. У стенок трубы образуется тонкий слой, в котором движение жидкости происходит по законам ламинарного режима. Его называют вязким (ламинарным) подслоем 1. Основная (центральная) часть потока (ядро), связанная с этим подслоем короткой переходной зоной 2, движется турбулентно с почти одинаковой для всех частиц жидкости осредненной скоростью. [c.96]

Фактически вновь составлены главы VIII, IX, X и XI. Содержание главы VIII пополнилось изложением основных реологических законов неньютоновских жидкостей и применения одного из них к расчету движения в круглой цилиндрической трубе, расчетом ламинарного движения по плоской и призматической (прямоугольной) трубе электропроводной вязкой жидкости при наличии электрического и магнитного полей, обзором точных аналитических решений уравнений Стокса и изложением некоторых результатов численного их интегрирования, как в случае изотермических, так и пеизотермических двил<ений однородных и неоднородных по составу жидкостей. [c.9]

Движение жидкости в трубах. Движение жидкости может быть либо ламинарным, либо турбулентным. Теоретическими и лабораторными исследованиями установлено, что при ламинарном ре-жи, С дв гжения вязкой жидкости (см. 3.1) в круглой цилиндрической трубе к ее стенкам прилипает весьма тонкий слой жидкости, скорость движения которого па стенках трубы равна нулю. Скорость движения последующих слоев жид.ч ости, по мере приближения их к оси трубы. [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...