Ламинарное течение в круглых трубах и переход к турбулентному течению

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ В КРУГЛЫХ ТРУБАХ И ПЕРЕХОД К ТУРБУЛЕНТНОМУ ТЕЧЕНИЮ [c.152]

Для каждой установки существует некоторый диапазон критических значений чисел Ке р, при которых происходит переход от одного режима течения к другому. Значение критического числа Ре, ниже которого режим течения обязательно ламинарный, для трубы круглого сечения составляет примерно 2300. Число Ре р, при котором ламинарный режим течения переходит в турбулентный, существенно зависит от условий входа потока в трубу, состояния поверхности стенок и др. При очень плавном входе и гладких стенках переход от ламинарного режима к турбулентному наступает при числах Ре, р > 2300. На практике чаще встречается турбулентный режим течения. [c.19]

Пока число Рейнольдса мало, силы вязкости преобладают над силами инерции и всякие случайно возникающие в жидкости возмущения гасятся силами вязкости. При возрастании числа Рейнольдса до значения, называемого критическим, силы инерции становятся сопоставимыми с силами вязкости и наблюдается переход от,ламинарного режима течения к турбулентному. Например, для жидкости, текущей ио гладкой круглой трубе (в качестве линейного размера / которой взят ее диаметр), Ре -2300. При этом несущественно, за счет чего получается большое значение числа Рейнольдса возрастает ли оно при увеличении линейного размера I пли же скорости течения V, либо за счет малого значения кинематической вязкости. Поэтому число Рейнольдса может служить критерием механического подобия различных потоков. [c.146]

Моменту перехода ламинарного режима в турбулентный, и наоборот, соответствуют при данных условиях определенные значения Ре при значении Ре меньше критического движение потока жидкости ламинарное, при значении Ре больше критического — турбулентное. Ламинарному режиму течения жидкости в гидравлически гладких металлических трубах круглого сечения соответствует значение Ре < 2200- 2300 и турбулентному — Ре 2200-к 2300. [c.64]

Различают два режима течения жидкости в трубопроводах ламинарный и турбулентный, причем переход от ламинарного к турбулентному режиму наступает при определенных условиях,, характеризуемых числом Рейнольдса Re. Для труб круглого сечения этот критерий имеет вид [c.68]

Во-первых, в действительности при течении в круглой трубе происходит переход ламинарной формы течения в турбулентную. Первые опыты по такому переходу были выполнены уже О. Рейнольдсом. Во-вторых, трудно понять, почему параболический профиль скоростей в канале должен быть неустойчив относительно малых возмугцений ( 3 главы XVI), а такой же профиль в трубе — устойчив. Поэтому были выполнены различные теоретические и экспериментальные исследования, имевшие целью внести ясность в этот вопрос. В этой связи упомянем, что Р. И. Лайте [Щ при наблюдении течения в трубе не сумел обнаружить никакого нарастания осесимметричных возму-ш,ений вплоть до числа Рейнольдса Ре = 13 ООО (составленного для диаметра трубы). Т. Зексль и К. Шпильберг сумели показать, что для осесимметричных течений теорема Сквайра (стр. 426) неприменима и поэтому осесимметричные возмуш,ения не более опасны, чем трехмерные возмущения. Однако теоретических исследований о течении Хагена — Пуазейля под влиянием таких трехмерных возмущений до настоящего времени не имеется, поэтому необходимо выяснить их влияние путем эксперимента. [c.492]

Уравнение (7-45) является местным критерием перехода от ламинарного пограничного слоя к турбулентному независимо от предыстории пограничного слоя. Интересно отметить, что если для ламинарного течения в круглой трубе вычислить значение числа Rej , у которого в качестве характерной скорости используется скорость на оси трубы, а в качестве характерного размера— толщина потери импульса, то значению Кекрит (основанному на средней скорости и диаметре трубы), равному [c.121]

Оставив Б стороне вопрос об устойчивости ламинарного течения и процессах перехода к турбулентному течению, приведем лишь некоторые данные о критических числах Рейнольдса. Многочисленные экспериментальные исследования показывают, что при изотермическом течении в круглых трубах Некр 2 300. Для труб некруглого сечения Некр, вычисленное по эквивалентному диаметру, имеет примерно такое же значение, как и для круглых труб. Так, для кольцевых труб Кекр= = 2 000 2 800, причем по данным некоторых старых работ Ке,ф зависит от Г1/Г2, возрастая с уменьшением последнего [Л. 12]. Для прямоугольных труб, в том числе для плоских, Кекр—2 000-7-2300. Для труб треугольного сечения, если углы не слишком острые (около 45° и выше), Ре р 2 ООО. [c.65]

Условия перехода от ламинарного течения капельной жидкости к турбулентному и, наоборот, от турбулентного к ламинарному в круглых трубах впервые в 1883—1885 гг. изучил английский исследователь О. Рейнольдс. Проведя большое число опытов на установке, схема которой приведена на рис. 85, Рейнольдс установил, что stOT переход определяется такими четырьмя физическими величинами средней скоростью течения v, диаметром трубы d, вязкостью жидкости и ее плотностью р. [c.139]

Наряду с движением вязкой жидкости в круглых цилиндрических трубах Д. Колзом были изучены также и переходные движения в пространстве между соосными вращающимися цилиндрами ). При переходе через некоторое значение рейнольдсова числа устойчивое вначале круговое движение частиц жидкости в плоскостях, перпендикулярных оси вращения, сменяется движением с ячеистой структурой замкнутых вторичных течений, расположенной периодически в направлении, параллельном оси вращения. Такое — его обычно называют тэйлоровским — движение образуется в случае доминирующего вращения внутреннего цилиндра. В случае же доминирующего значения вращения внешнего цилиндра устойчивое круговое движение частиц переходит в спиральное, смешанное ламинарно-турбулентное движение. Эти периодически расположенные в пространстве спирали, сохраняя свою форму и взаимное расположение, вращаются как одно целое вокруг общей оси цилиндров с угловой скоростью, близкой к среднему арифметическому угловых скоростей цилиндров. [c.527]

Первые рёзультаты об условиях возникновения турбулентности были получены Хагеном, (1839). Хаген изучал течения воды в прямых круглых трубах небольших радиусов и установил, что при постепенном уменьшении вязкости воды (что достигалось повышением ее температуры) скорость течения при одном и том же напоре сначала возрастает до некоторого предела, а затем начинает уменьшаться. Вытекающая из трубы струя воды до указанного предела имеет гладкую форму, а после перехода через этот предел испытывает резкие колебания. Хаген объяснял эти явления тем, что при достаточно малом значении вязкости в потоке образуются внутренние движения и вихри, которые приводят к повышению сопротивления и, следовательно, к уменьшению скорости течения. Хаген обнаружил, что изменения характера течения можно добиться, меняя напор воды (т. е. среднюю скорость) или радиус трубы однако никакого общего критерия дЛя перехода ламинарного течения в турбулентное ему установить не удалось. [c.79]

Характер движения жидкости или газа по трубам непрерывно изменяется при изменении значений числа Рейнольдса от нескольких единиц (установившееся ламинарное движение) до более чем 10 (турбулентное движение). В диапазоне 2200 Re sS sS 2300 становится заметным переход от ламинарного вида течения к турбулетному. Для чисел Re < 2200- 2300 и гладких труб круглого сечения характерен ламинарный, а для чисел Re > > 2200 2300 турбулентный виды течения жидкости или газа [3]. [c.229]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...