Опыты Рейнольдса. Режимы движения жидкости

ОПЫТЫ РЕЙНОЛЬДСА. РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ [c.58]

В 1883 г. английский физик О. Рейнольдс обосновал теоретически и на очень простых опытах наглядно показал существование двух принципиально различных режимов движения жидкости. [c.66]

Основываясь на некоторых теоретических соображениях, а также на результатах опытов, Рейнольдс установил общие условия, при которых возможны существование ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости и переход от одного режима к другому. Оказалось, что состояние (режим) потока жидкости в трубе [c.152]

Опыты Рейнольдса, а. также исследования других ученых показали, что основным критерием для определения режима движения жидкости служит безразмерный параметр Не (число Рейнольдса) [c.51]

Еще Д. И. Менделеев, заметил, что жидкости, двигаясь в трубах и каналах, в одних случаях сохраняют стройное движение своих частиц, в других — перемещаются бессистемно. Исчерпывающие опыты по изучению режимов движения жидкости были проведены Рейнольдсом в 1883 г. [c.26]

Необходимо, однако, отметить, что опыты по циркуляционному движению жидкости проводились при сравнительно небольших числах Рейнольдса, характерных для ламинарного режима и переходной области. При испытании в переходной области определены критические значения чисел Рейнольдса, соответствующие началу турбулентного движения жидкости. [c.21]

Мысль о существовании двух режимов движения жидкости была впервые высказана Менделеевым. В 1883 г. Рейнольдсом были проведены исчерпывающие и изящные опыты по этому вопросу на экспериментальной установке, изображенной на рис. 16. [c.39]

Существуют два режима течения жидкости (газа) ламинарный и турбулентный. Ламинарное течение является упорядоченным слоистым течением все частицы во время движения остаются в своем слое и не перемешиваются с соседними. Как показывают опыты, ламинарный режим течения соответствует достаточно малым значениям числа Рейнольдса. [c.40]

Исследование вопроса о механизме движения жидкости приводит к заключению о существовании двух различных резко отличающихся друг от друга режимов движения. Указанное обстоятельство было известно еще в первой половине XIX в. Однако со всей очевидностью наличие двух режимов движения было подтверждено только в 1883 г. известным физиком Рейнольдсом на основе весьма простых и наглядных опытов. [c.105]

Обобщив результаты опытов, проведенных с круглыми трубами, О. Рейнольдс нашел условия, при которых возможны существование того или иного режима и переход от одного режима к другому. Он установил, что основные факторы, определяющие характер режима, следующие средняя скорость движения жидкости v, диаметр трубопровода d, плотность жидкости р, динамическая вязкость жидкости т]. При этом чем больше диаметр трубы и плотность жидкости и чем меньше ее вязкость, тем легче при увеличении скорости осуществить турбулентный режим. [c.82]

Многочисленные попытки исследования турбулентного режима методами математического анализа в течение долгого времени оканчивались неудачей из-за невозможности охватить стройной законченной теорией наблюдаемые при этом. многообразие и сложность явлений. В турбулентном потоке каждая отдельно взятая частица жидкости движется по весьма сложной криволинейной траектории, отличной от траекторий соседних с ней частиц и, как это отчетливо видно из рассмотренных выше опытов Рейнольдса, не только перемещается в направлении оси потока, как при ламинарном режиме, но и участвует в беспорядочных поперечных движениях. Если бы мы захотели проследить за движением такой частицы и попытались найти уравнения, описывающие ее движение, подобная задача оказалась бы практически неразрешимой. [c.93]

На основании данных опытов О. Рейнольдса установлено, что значения критических скоростей, соответствующих точкам перехода ламинарного режима в турбулентный, непостоянны и зависят от рода жидкости, точнее ее плотности и вязкости, а также от диаметра труб. Но независимо от условий движения (разные скорости, диаметры труб и род жидкостей) режим движения жидкости характеризуется численным значением безразмерного параметра Ке, называемого критерием, или числом Рейнольдса [c.82]

Данные опытов О. Рейнольдса, нанесенные на график в логарифмическом масштабе (рис. И 1.3), показывают наличие трех зон движения жидкости ламинарной, переходной и турбулентной. Точки их переходов а п Ь называются критическими точками, т. е. точками, в которых обязательно происходит изменение режима. Точка а называется нижней критической точкой, а точка Ь — верхней критической точкой. Нижняя критическая точка характерна тем, что до нее всегда наблюдается ламинарный режим, а верхняя критическая точка характерна тем, что за ней всегда сохраняется турбулентный режим. Скорость, соответствующая нижней критической точке, называется нижней критической скоростью 2 н.к, а скорость, соответствующая верхней критической точке, — верхней критической скоростью Ув.к- [c.83]

Таким образом опытами Рейнольдса было установлено, что существуют два различных по своему характеру режима течения жидкости. При сравнительно малых скоростях жидкость в трубе движется параллельными, не смешивающимися друг с другом, слоями. Такое движение получило название ламинарного. С увеличением скорости слои потока теряют устойчивость, появляются внутренние завихрения, сопровождающиеся беспорядочным интенсивным [c.85]

В технической литературе критические режимы рассмотрены только для ротационных вискозиметров типа цилиндр—цилиндр. Из многочисленных опытов известно, что ламинарный режим движения вязкой жидкости в зазоре между коаксиальными цилиндрами осуществим лишь до определенных чисел Рейнольдса. При этом существует два критических числа Рейнольдса нижнее Re и верхнее Re. При Re > Re режим течения будет чисто турбулентным, при Re режим течения ламинарный. Неравенство Re < Re < Re определяет собой область неустойчивости ламинарных течений. Для выяснения вопроса об устойчивости разработаны эффективные теоретические методы, из которых наи-О более общим является метод Ляпунова. [c.17]

Как показывают опыты, такое движение осуществляется в цилиндрических трубах с различными формами сечений, если только число Рейнольдса не превосходит некоторого определенного критического своего значения, после чего движение перестает быть ламинарным, частицы жидкости приобретают сложные траектории и приводимое в настоящем параграфе решение теряет свою силу. Практически излагаемые сейчас результаты имеют значение лишь при движениях с очень малыми скоростями или в тонких капиллярах, или, наконец, при движении очень вязких жидкостей. Подробнее об условиях существования ламинарного режима течения и явлений перехода его в более сложный, турбулентный режим будет сказано в начале главы X. [c.378]

Величины нижнего и верхнего критических чисел Рейнольдса не зависят от рода жидкости и размеров живого сечения потока. Опытами установлено, что нижнее критическое число Рейнольдса Кец.к может быть принято равным 2320. Верхнее критическое число Рейнольдса ReB.K. изменяется в довольно широких пределах. Переход ламинарного режима в турбулентный зависит (помимо скорости движения, вязкости жидкости и размера живого сечения потока) от ряда факторов, а именно от возмущений, создаваемых у источника питания трубопровода, от сотрясения трубопровода, от резкого изменения скорости, от местных сопротивлений и т. д. В лабораторных условиях удавалось сохранить ламинарный режим в трубопроводе при числах Рейнольдса, превышающих даже 13 800, и, наоборот, переход турбулентного режима в ламинарный наблюдался при числах Рейнольдса, значительно меньших 2320. [c.83]

Основываясь на некоторых теоретических соображениях (см. далее гл. XVII), а также на результатах опытов, Рейнольдс установил общие условия, при которых возможны существование ламинарного и турбулентного режима движения жидкости и переход от одного режима к другому. Оказалось, что состояние (режим) потока жидкости в трубе зависит от величины безразмерного числа, которое учитывает основные факторы, определяющие это движение среднюю скорость v, диаметр трубы d, плотность жидкости р и ее абсолютную вязкость ц. Это число (позже ему было присвоено название числа Рейнольдса) имеет вид [c.149]

Кроме конфигурации граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости па величину и механизм, потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного ji турбулентного потоков различны турбулентные пулбсащш "Гпорождают добавочные касательные напряжения, которые вызывают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в п. 6.6. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил сугцествование критического значения числа Re =-- vdh, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса определять по формуле Re = vdiv (где а — средняя скорость потока d—диаметр трубы), то, как показали опыты О. Рейнольдса и других исследователей, при Re < Re p = = 2300 наблюдается устойчивый ламинарный режим, при Re > [c.140]

При постепенном закрывании крана явление повторяется в обратном порядке. Однако переход от турбулентного режима к ламинарному происходит при скорости, меньшей той, при которой наблюдается переход от ламинарного движения к турбулентному. Скорость потока, при которой происходит смена режима движения жидкости, называется критической. Рейнольдсом было обнаружено существование двух критических скоростей одной — при переходе ламинарного режима движения в турбулентный рел<им, она называется верхней критической скоростью 1>в.кр, другой — при переходе турбулентного режима движения в ламинарный режим, она называется нижней критической скоростью Он.кр. Опытным пз тем доказано, что значение верхней критической скорости зависит от внещних условий опыта постоянства температуры, уровня вибрации установки и т. д. Нижняя критическая скорость в широком диапазоне изменения внешних условий остается практически неизменной. В опытах было показано, что нижняя критическая скорость для потока в цилиндрической трубе круглого сечения пропорциональна кинематической вязкости V и обратно пропорциональна диаметру трубы с [c.112]

По формуле (3-13) можно вычислить число Рейнольдса для потока любого сечения. Оказывается, что эежим течения полностью определяется числом Рейнольдса и не зависит от величин у, р, с , р в отдельности. Существует некоторое значение числа Рейнольдса, которое называют критическим Ре р. При Ке<Ке р течение ламинарно, а при Ке>Не р — турбулентно. Точнее, в каждом конкретном случае существует некоторый узкий диапазон значений чисел Рейнольдса, которые можно рассматривать как критические. При критических значениях числа Рейнольдса и происходит смена режимов движения жидкости (эту смену можно считать скачкообразной, так как диапазон Ке р узок). Опытами установлено, что для напорного движения жидкости в цилиндрических трубах круглого сечения Reкp 2300. [c.32]

Основное значение имели теоретические и экспериментальные исследования со]1ротивления в трубах и каналах при движении в них воды и других вязких жидкостей. Теоретическое решение этой затачи бььто дано самим Стоксом в 1846 г. и СтеФаном в 1862 г. Обстоятельные экспериментальные исследования движения вязкой жидкости в трубах очень малого диаметра были проведены Ж. Пуазейлем в 1840—1842 п. и О. Рейнольдсом в период 1876 — 1883 гг. Более ранние опыты были проведены Хагеном и опубликованы в 1839 i. Ко времени работ Пуазейля и Рейнольдса относится открытие двух различных режимов движения вязкой жидкости в трубах — ламинарного и турбулентного, Работы Рейнольдса послужили началом создания теории турбулентного движения, применение которой в вопросах гидравлики, гидротехники, метеорологии, теории сопротивления и теплопередачи оказалось весьма обширным и плодотворным. [c.27]

Порядок выполнения работы. Опыты по первой части лабораторной работы проводятся на установке, изображенной на рис. 5-3. Сначала кран К приоткрывается для пропуска малого расхода воды. Уровень воды в баке поддерживается постоянным. Расход воды определяется объемным способом Q=Wjt (см. работу 1), а средняя скорость движения воды в трубе v = Qjопределения кинематической вязкости v следует измерить температуру воды Г, затем найти v по формуле Пуазейля или по построенному в соответствии с этой формулой графику. Тогда число Рейнольдса определится как Re = tлабораторной установке ее диаметр 20—50 мм). При малых чис,т1ах Рейнольдса струйка краски движется не смешиваясь с окружающей жидкостью, т. е. режим движения ламинарный. При большем открытии крана К можно, наблюдая за характером движения окрашенной струйки, установить переход от ламинарного режима к турбулентному. При этом следует, вновь найдя среднюю скорость v и кинематическую вязкость V, определить R kp. При дальнейшем увеличении расхода (числа Рейнольдса) будет наблюдаться устойчивый турбулентный режим с заметным перемешиванием краски с водой. При турбулентном режиме движения также вычисляется число Рейнольдса. [c.351]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...