Турбулентный режим движения жидкости в трубах

ТУРБУЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ТРУБАХ [c.142]

Потери напора при турбулентном режиме движения жидкости. В инженерной практике чаше встречается турбулентный режим движения жидкости в трубах, который труднее исследовать теоретически. Этот вопрос подвергся наиболее широким опытным исследованиям как со стороны советских, так и зарубежных ученых. Из-за сложности процессов, протекающих при турбулентном режиме, до сих пор не создано окончательной теории, которая бы вытекала из основных уравнений гидродинамики и согласовывалась с опытом. Напомним, что при турбулентном режиме наблюдается интенсивное вихреобразование, частицы жидкости описывают сложные траектории, местные скорости меняются во времени даже при постоянном расходе. Это явление называется пульсацией скорости. Часть кинетической энергии жидкости переходит в тепловую. Установившегося движения в строгом смысле иет. Поэтому введено понятие об осредненной скорости. [c.90]

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]

Турбулентный режим наблюдается значительно чаще, а именно при движении воды в реках и каналах, при движении жидкости в трубах и в других случаях. [c.53]

В пограничном слое, как и при течении в трубе, режимы течения жидкости могут быть как ламинарными, так и турбулентными. Режим течения в пограничном слое определяет и характер силы взаимодействия тела с потоком. Так же, как и при движении жидкости в трубах, имеются характерные числа Рейнольдса, при которых в пограничном слое ламинарное течение переходит в турбулентное. Само явление перехода имеет много общего с явлением перехода ламинарного движения в турбулентное в трубах. При турбулентном пограничном слое на об- [c.298]

Таким образом, имеем турбулентный режим движения. Согласно 1.8, средняя скорость движения жидкости в трубе при турбулентном режиме Шт=(0,8-ь0,9) ш, где а) — скорость на оси трубы. Принимаем И) = 0,85и) = 0,85-1,98 = 1,68 м/с. [c.68]

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]

Как известно из гидравлики, режим движения жидкости бывает ламинарный, если частицы ее движутся параллельно стенкам, и турбулентный— при вихревом неупорядоченном перемещении частиц. При этом переход ламинарного движения жидкости в трубах в турбулентное определяется величиной критерия Рейнольдса [c.103]

Если скорость потока уменьшить, то турбулентный режим вновь переходит в ламинарный. Скорость, при которой в данных условиях происходит изменение режимов движения, называется критической. Опытным путем было установлено, что величина прямо пропорциональна кинематической вязкости v и обратно пропорциональна диаметру трубы d, т. е. ш, р = kv/d. Безразмерный эмпирический коэффициент k, входящий в формулу, одинаков для всех жидкостей и газов и не зависит от диаметра трубы. Отсюда следует, что изменение режима движения происходит при определенном сочетании параметров d н v. Этот коэффициент называется критическим числом Рейнольдса [c.286]

На практике в большинстве случаев (движение воды в трубах, каналах, реках) приходится иметь дело с турбулентным режимом. Ламинарный режим встречается значительно реже. Он наблюдается, например, при движении в трубах очень вязких жидкостей, что иногда имеет место в нефтепроводах, при движении жидкостей в очень узких (капиллярных) трубках и в порах естественных грунтов (нефти -- в нефтеносных и воды — в водоносных пластах). [c.110]

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]

Режим движения в трубе развитый турбулентный при Re > > Re p, 2 10 . Режим движения в трубе при Re==2-10 2-10 переходный. Уже при Re > 2000 после внесения возбуждения в поток в нем не может восстановиться ламинарный режим движения. Если режим движения в трубе ламинарный, то при входе жидкости в трубу на ее стенках образуется ламинарный пограничный слой, который по мере удаления от входа утолщается и на некотором расстоянии от него заполняет все сечение трубы. [c.186]

Если режим движения переходный или турбулентный, то при входе жидкости в трубу на ее стенках образуется, так же как и в первом случае, ламинарный пограничный слой, который на некоторой длине от входа переходит в турбулентный. Последний утолщается по мере удаления от входа до тех пор, пока не заполнит все сечение трубы (рис. 10.1). [c.186]

В трубопроводах систем отопления, водоснабжения, вентиляции, газоснабжения и др. движение, как правило, является турбулентным, так как движущаяся среда (вода, воздух, газ, пар) имеет малую вязкость. Ламинарный режим возможен лишь в трубах очень малого диаметра. Более вязкие жидкости, например масла, могут двигаться ламинарно даже в трубах большого диаметра. [c.154]

В качестве примера расчета короткого трубопровода определим скорость истечения и расход для трубы длиной I и диаметром d при заданном напоре Н (рис. IX-10) и для той же трубы с присоединенным к ней сходящимся или расходящимся насадком (рис. IX-11 и IX-12) режим движения жидкости предполагается турбулентным. [c.239]

Итак, при преобладании сил инерции, которые зависят от скорости (иначе говоря, при больших значениях Re) возникает турбулентный режим движения, а при преобладании сил вязкости (при малых значениях Re) — ламинарный. Однако описанный метод исследования, ясный по своей идее, пока еще не дал количественных решений для течения жидкости в трубах. [c.141]

Скорость Dk, входящая в соотношения (3-126 ) и (3-126"), при которой турбулентный режим (при уменьшении скоростей в трубе ) переходит в ламинарный режим движения жидкости, называется критической скоростью. [c.125]

Заметим, что когда турбулентные области в трубе разрастаются, растет и сопротивление движению жидкости (в связи с ростом турбулентных касательных напряжений трения), при этом скорость и уменьшается. Как только она делается меньше критической скорости, разросшиеся турбулентные области обращаются в ламинарные (или выносятся за пределы рассматриваемой части потока) после этого в связи с уменьшением потерь напора (обусловленным переходом турбулентного режима в ламинарный на отдельных участках трубы) скорость v увеличивается, причем турбулентные области снова, появляются и т. д. В связи с таким характером движения в переходной зоне, представить это движение на графике какими-либо определенными кривыми нет возможности. Исключение здесь могут составить только случаи, когда ламинарный режим затягивается и имеет место по длине всего трубопровода (см. прямую 2-3) или, когда в связи с особыми условиями движения турбулентный режим имеет место по длине всего трубопровода (см. линию 5 — 6). [c.162]

Гидродинамические условия развития процесса. При вынужденном движении жидкости внутри трубы различают два режима течения ламинарный и турбулентный. Ламинарный режим наблюдается при малых скоростях движения жидкости. При скоростях потока, больших некоторого значения Шкр, режим течения переходит в турбулентный. Для различных жидкостей и трубопро- [c.73]

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]

Переход ламинарного режима движения в турбулентный происходит постепенно, поэтому обычным является переходный режим движения. Режим движения жидкости оказывает большое влияние на гидравлические потери. В связи с этим всегда требуется точное знание условий смены режима течения. Как показывает опыт, переход ламинарного режима в турбулентный зависит от скорости движения, вязкости жидкости, а также от диаметра трубы. [c.42]

Задача 2. Пусть при той же схеме трубопровода (см. рис. 72) требуется определить расход жидкости по заданному перепаду напоров ДЯ (потери напора можно не учитывать в местных сопротивлениях или их можно выразить через эквивалентную длину). Так как расход жидкости будет зависеть от режима движения жидкости, который заранее не известен, задачу решают методом последовательных приближений. Для этого в формулу (112) подставляют значения коэффициентов т, п и А, взятые из табл. 10. Предполагается, что известны режим движения жидкости и зона сопротивления (для турбулентного режима). Признаком вероятности ламинарного режима служит высокая вязкость жидкости, зоны вполне шероховатых труб (квадратичный закон сопротивления)—малая вязкость жидкости (вода, бензин) и значительная шероховатость стенок трубы. [c.139]

На практике чаще наблюдается турбулентный режим течения жидкости, например, при движении воды в трубах из-за ее сравнительно малой вязкости и большой скорости течения. При движении вязких жидкостей (нефти, масла и др.), а также при движении жидкостей с малой вязкостью, но с небольшой скоростью, наблюдается ламинарный режим течения. [c.30]

При турбулентном режиме течения жидкости распределение скоростей более равномерное (сплошная линия на рис. 24, б) по сечению потока, чем при ламинарном режиме (штриховая линия). Это происходит вследствие перемешивания при турбулентном режиме частиц, движущихся с различными скоростями. При турбулентном режиме слои, прилегающие к стенкам трубы, движутся с малой скоростью, и режим движения здесь ламинарный. Поэтому, строго говоря, чисто турбулентного режима движения жидкости не существует. Однако толщина ламинарного слоя мала в сравнении с толщиной основного потока жидкости, и такой режим течения жидкости принято считать турбулентным. [c.30]

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]

В зависимости от соотношения сил инерции и тяжести (гравитационных сил) состояние потока может быть различным — спокойным (до-критическим), критическим и бурным (сверхкритическим) (см. 49). Исследования показывают, что и в открытых руслах режим движения жидкости может быть как турбулентным, так и ламинарным (учитывая к тому же, что под жидкостью следует понимать не только воду), а граничные поверхности русла как и в напорных трубах в одних случаях могут быть гидравлическими гладкими , в других — <(.гидравлически шероховатыми . [c.177]

II. Режим движения жидкости. Движение жидкости может иметь ламинарный или турбулентный характер. В первом случае частицы жидкости в форме отдельных несмешивающихся струй следуют очертаниям канала или стенки и профиль скоростей на достаточном удалении от начала трубы имеет вид правильной параболы. Подобное распределение установившихся скоростей обусловливается наличием сил внутреннего трения (вязкости) между частицами жидкости. При этом максимальная скорость движения частиц жидкости, перемещающейся по оси трубы, в 2 раза больше средней скорости их движения, получаемой в результате деления секундного объема жидкости на площадь поперечного сечения трубы (рис. 14.1, а). [c.224]

Режим движения жидкости в трубе может быть ламинарным, переходным или турбулентным. Если Ке < 2200, то движение в трубе будет ламинарным в области з 1ачений Не/ от 2,2-10 до 10 имеет место переходный режим движения, при Не/ > 10-1 — турбулентный характер движения жидкости [43]. [c.202]

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]

Перейдем к рассмотрению теплоотдачи при турбулентном движении жидкости в трубе. Развитый турбулентный режим течения в трубе осуществляется при Re lOOOO. В диапазоне 2300Re1 O в трубе наблюдается переходный режим течения — неустойчивый режим, характеризующийся сменой ламинарного и турбулентного потока. Такое состояние характеризуется так называемым коэффициентом перемежаемости, O io l, представляющим собой относительное время существования турбулентного потока величина 1—со приходится на долю ламинарного потока. Надежные рекомендации по расчету теплоотдачи при переходном режиме пока не разработаны. Поэтому возможны лишь оценки по минимальному и максимальному коэффициентам теплоотдачи для ламинарного и турбулентного режимов соответственно с учетом коэффициента перемежаемости. [c.386]

При исследовании движения жидкостей в трубах было установлено, что при значении чисел НЖкр=2300 ламинарный режим течения становится неустойчивым и переходит в турбулентный, характеризующийся неупорядоченным, хаотическим движением частиц. у Л А - В турбулентном течении частицы [c.224]

До значений Re = 2300 поток жидкости в трубе остается ламинарным, при больших значениях Re поток переходит в турбулентный. Ламинарный поток является устойчивым только в докрити-ческой области (до Re = 2300). При некоторых специальных мерах предосторожности ламинарное движение можно наблюдать при числах Re, значительно превышающих критическое. Однако такой режим движения является неустойчивым и при малейшем возмущении потока переходит в турбулентный. [c.403]

Выбор скоростей теплоносителей должен обеспечить наибольшую эффективность работы теплообменника. Для получения высокой интенсивности теплообмена желательно, чтобы при течении жидкости в трубах и каналах реализовался турбулентный режим. Расчетные величины скоростей принимаются после сопоставления эффективности теплообменников с различными скоростями теплоносителей. Для газов и паров скорости движения можно ориентировочно выбирать в диапазоне 15 — 100 м1сек, для жидкостей — 1—3 м/сек. [c.464]

Теплоотдача при вынужденном течении жидкости в трубах, помимо других факторов, в значительной мере определяется режимом движения. При Ре<Рекр1 = 2000 режим движения в трубах ламинарный, при Не Рекр2 = 10 — турбулентный, при 2000< Ке< 10 — переходный. Движение и теплоотдача в трубах протекают сложнее по сравнению с движением и теплоотдачей при внешнем омывании тел. [c.298]

Если при движении жидкости в трубопроводе имеет место турбулентный режим в доквадратичной области шероховатых труб (практически весьма часто встречающийся случай), когда % = = / (е, Re), для расчета могут быть использованы установленные выше зависимости для квадратичного закона сопротивления с введением в них поправочного коэффициента р — на неквадратич-ность . [c.225]

Известны два оснЬвных режима течения жидкости ламинарный и турбулентный. Эти жё режимы могут иметь место № при движении жидкости в пучке. Форма течения жидкости в пучке во многом зависит от характера течения в канале перед пучком. Если при данном расходе и температурах теченйе в канале, где установлен пучок, было бы турбулентным при отсутствии пучка, то оно обязательно будет турбулентным и в пучке, так как пучок является прекрасным турбулизатором. Однако если пучок пойещен в канал, в котором до его установки имел бы место ламинарный режим течения, то в этом случае в зависимости от числа Re можно иметь как одну, так и другую формы течения. Чем меньше число Re, тей устойчивее ламинарное течение, чем больше — тем легче перевести егЬ в турбулентное. При низких значениях числа Re течение может остаться ламинарным. При этом межтрубные зазоры как бы образуют отдельные щелевидные каналы переменного сечения (исключение составля ет предельный случай, когда расстояния между трубами очень велики). [c.227]

В этих условиях течение конденсатной пленки в основном определяется динамическим воздействием со стороны парового потока, причем на большей части длины трубы (за исключением начального участка) режим движения конденсата в пленке носит турбулентный харагегер. Происходящий при этом интенсивный срыв жидкости с пленки в поток и обратный перенос капелек жидкости из ядра потока на пленку способствуют процессу турбулентного перемешивания конденсата внутри пленки. Расчет теплоотдачи в этих условиях следует производить по формуле, полученной авторами [Л. 6] в результате теоретического анализа, основанного на аналогии Рейнольдса, [c.145]

Для любого потока по известным и, й, V можно составить и вычислить число Рейнольдса Ре = и /у и сравнить его с критическим значением Квкр. Если Ре<Кекр, то 1><Ун.кр И режим движения жидкости ламинарный если Не>Ккр, то у>ии.кр и режим движения, как правило, турбулентный. Однако создание специальных условий движения жидкости (плавный вход в трубу, изоляция от динамических воздействий и т. п.) позволяло в лабораторных условиях получать и наблюдать ламинарное движение в трубах при числах Не, доходивших до (40- 50) 10 и более. Но такое ламинарное движение очень неустойчиво, и достаточно воздействия малого возмущения, чтобы произошел переход в турбулентное движение. [c.113]

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]

Турбулентный режим движения характеризуется непостоянством скорости движения частиц жидкости в рассматриваемой точке пространства. Из-за непрерывного перемешивания жидкости в ней нельзя выделить отдельные струи, и такое движение лишь условно можно назвать стационарным, считая для каждой частицы жидкости характерными не мгновенные, а усредненные за некоторый промежуток времени значения скорости. В этом случае профиль скоростей по сечению трубы будет иметь вид усеченной параболы и максимальная скорость, наблюдаемая у частиц жидкости, движущихся по оси трубы, будет всего в 1,2—1,3 раза больше средней скорости. Характерно, что не все частицы жидкости при турбулентном режиме имеют неупорядоченное движение. Вблизи стенок, ограничивающих потоки, вследствие вязкости жидкости пульсации скорости уменьшаются, и около самой стенки сохраняется тонкий пограничный слой, движущийся ламинарнд. В пределах этого слоя, который имеет толщину не более нескольких тысячных долей диаметра трубы, скорость движения частиц жидкости резко меняется от нуля на самой стенке до 0,4—0,7 средней скорости на условной границе с турбулентным ядром потока (рис. 14.1, б). [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...