Турбулентное движение жидкости в трубе круглого сечения

По числовому значению критерия Не судят о режиме движения жидкости в трубах круглого сечения при Не < 2320 —движение жидкости ламинарное Ке > 10 — движение жидкости развитое турбулентное 2320 < Ке< < 10 — режим движения переходный, т. е. по своему характеру неустойчивый. [c.162]

Опыты показали, что переход ламинарного движения в турбулентное происходит при определенном значении числа Рейнольдса, называемом критическим числом Рейнольдса. Для гладкой круглой трубы при острых краях входного сечения критическое число Рейнольдса, подсчитанное по средней скорости и по диаметру трубы, приблизительно равно 2300. Критические числа Рейнольдса для всех других потоков определяются экспериментально. При движении проводящих жидкостей в трубах в поперечном магнитном поле критическое число Рейнольдса может значительно превышать 2300. [c.15]

При турбулентном движении жидкости коэффициент гидравлического трения в трубах некругового поперечного сечения можно определять по формулам для круглых труб. При этом в ряде случаев коэффициенты гидравлического трения оказываются близкими к соответствующим коэффициентам в круглых трубах (при равенстве эквивалентных диаметров), как это видно из рис. 4.33. Число Рейнольдса в этом случае имеет вид Ре = ис/э/т. Однако для некоторых форм поперечных сечений коэффициенты гидравлического трения заметно отличаются от соответствующих коэффициентов для круглых труб с одинаковым эквивалентным диаметром. Так, для прямоугольных гладких труб шириной В и высотой к коэффициент гидравлического трения зависит от отношения Б//г, убывая с его ростом, и может отличаться от соответствующего коэффициента для круглых труб при одинаковых г/, на 20 %. [c.194]

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]

Рассмотрим характер распределения скоростей в сечении потока при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости. Как показали теоретический анализ и опыты при ламинарном режиме движения жидкости в круглой трубе, скорости в поперечном сечении распределяются по параболе (рцс. .4) скорости у стенок трубы равны нулю и, плавно увеличиваясь, достигают максимума на оси потока. [c.85]

Следует отметить, что кинематическая структура потока в некруглых трубах имеет свои особенности. На рис. 102 показаны циркуляционные течения, возникающие в прямоугольных трубах. Эти движения в плоскостях, нормальных к оси потока, называют поперечной циркуляцией. В прямых круглых трубах достаточной длины поперечная циркуляция не возникает. Причина таких вторичных течений еще до сих пор четко не выяснена. Можно допустить, что из тех мест, где касательные напряжения больше, жидкость вследствие механизма турбулентности переносится в середину трубы (канала), а оттуда течет к местам с меньшими касательными напряжениями, в частности, в углы рассматриваемых сечений. Это приводит к тому, что в местах с большими касательными напряжениями скорость немного уменьшается, а в местах с меньшими касательными напряжениями, наоборот, немного увеличивается. В результате касательные напряжения у стенок выравниваются. Иначе говоря, динамическая структура потока в прямоугольных трубах в целом не отличается от осесимметричного течения в круглых трубах. [c.179]

Опыт и общая теория показывают, что среднее давление вдоль оси неподвижной трубы как при ламинарном, так и при турбулентном движении распределено по линейному закону. Рассмотренное в предыдущем параграфе течение жидкости с параболическим профилем распределения скоростей по сечению круглой трубы имеет место только при ламинарных течениях при турбулентных течениях профиль распределения скоростей становится менее вытянутым, благодаря перемешиванию и обмену количеством движения поперек трубы средняя скорость ю оказывается почти постоянной по всему сечению трубы и только в узком слое около стенок трубы, благодаря прилипанию, скорость резко падает до нуля (см. рис. 87, б). [c.244]

Турбулентное течение Куэтта. При течении с продольным перепадом давления в трубе касательные на-прял< епия меняются в поперечном направлении, причем из (13-9) следует, что в круглой трубе т меняется по радиусу линейно. Имеется важный случай, когда продольный перепад давления равен нулю, и касательное на-прял ение постоянно или почти постоянно по поперечному сечению. Это случай параллельного движения в жидкости плоских стенок относительно друг друга. Рассмотрим здесь эту модель двумерного течения в целях сравнения с течениями, обусловленными продольным перепадом давления. [c.307]

Особенно интересно, что значением критерия определяется режим течения области, в которых устойчивы ламинарные и, соответственно, турбулентные течения, разделены определенным значением критерия Re. которое называется критическим. Так, например, в круглой трубе постоянного сечения Re критическое равно 2320 (за определяющий размер принят диаметр трубы). Это значит, что в прямой трубе постоянного сечения независимо от ее диаметра и физических свойств жидкости при значениях Re < 2320 устойчиво ламинарное движение и всякое случайно возникшее возмущение потока затухает. Наоборот, при Re > 2320 ламинарное течение неустойчиво и под влиянием возмущений переходит в турбулентное. [c.338]

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]

Для ламинарного режима движения жидкости в круглых трубах а=2, для турбулентного a=il,04-fJl,13. В реальных условиях необходимо учитывать также потери напора на участке от первого до второго исследуемого сечения потока йпот- [c.20]

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]

Исследования А. П. Зегжда показали, что в открытых руслах по-добно трубам круглого сечения гидравлические сопротивления при движении жидкости также имеют переходную область, заключенную между прямыми 2 и 4 (см. рис. Х.5), 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 х==п—р—2= =0 и поэтому o=f R ,elR). [c.183]

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]

Наличие перемешивания в турбулентном потоке и связанного с ним переноса количества движения из одного слоя жидкости в другой должно приводить к определенному выравниванию осредненных скоростей в различных точках живого сечения. При этом очевидно, что чем большей степенью турбулентности характеризуется дв1ижение жидкости (чем больше число Рейнольдса), тем больше проникновение частиц жидкости из одного слоя в другой и, следовательно, тем более выравненной должна быть эпюра скоростей. На рис. 9-1 схематически показана эпюра скоростей в круглой трубе при турбулентном режиме, подтверждаемая опытными данными. [c.82]

При ламинарном движении линии тока и траектории частиц определяются формой русла, по которому течет жидкость. Так, калри-мер, в прямой круглой трубе иоотоянного.сечения линии тока па-, раллельны оси твубы. При турбулентной движении эта картина резко изменяется. [c.43]

Как уже указыва.чось выше, наиболее полно экспериментально изучено установившееся турбулентное движение несжимаемой жидкости в круглой цилиндрической трубе. Именно для этого случая было получено большое количество экспериментальных данных о распределении скоростей по сечению трубы и о зависимости коэффициента сопротивления трубы от числа Рейнольдса. Многочисленные экспериментальные данные, разнообразные по своему характеру, удалось рационально обработать и привести в определённую, связь с помощью привлечения теории подобия и рассмотренных выше полуэмпирических теорий турбулентности. В этом отношении полуэмпирические теории турбулентности сыграли и продолжают играть большую роль. Но при этом оказалось, что для рациональной обработки экспериментальных данных и для получения чисто расчётным путём каких-либо новых данных достаточно было использовать формулу Прандтля [c.475]

Пример 6. Вычислим функцию тока для случая движения жидкости по круглой цилиндрической трубе радиуса К (фпг. 59). Экспериментальным исследованием Нику-радзе установлено, что для обычных в технике размеров труб и скоростей движения жидкости (точнее, для так называемого турбулентного режима) распределение скоростей по сечению трубы с достаточной для технических целей степенью точности может быть выражено степенным законом ) [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...