Шероховатые круглые трубы

Шероховатые круглые трубы. Шероховатость руб увеличивает интенсивность теплоотдачи, а число Нуссельта рассчитывается в этом случае по формуле [c.52]

Идеализируя и обобщая понятие шероховатости, будем представлять ее в виде однородных бугорков со средней высотой Д. Размер выступов этой идеализированной шероховатости Д будем называть абсолютно)) шероховатостью. Отношение высоты бугорка Д к линейному размеру живого сечения потока назовем относительной шероховатостью. Например, для круглых труб радиусом г относительную шероховатость будем [c.77]

V.15. Установить шероховатость стенок а) тоннеля круглого поперечного сечения, если из произведенных в натуре замеров известны радиус сечения г — 2,8 м уклон дна i = 0,000068 глубина равномерного движения ho = 2,24 м расход потока Q = 5,7 м /с б) круглой трубы при г = 0,8 м i = 0,0025 fto = 1 м Q = 2,64 м /с в) лотка параболического поперечного сечения с параметром р = 0,2 м при i = 0,0009 ho = 0,56 м Q = 0,224 м /с. [c.118]

VII 1.23. Рассчитать выходной участок за круглой трубой d = 2 м Q = 2 м /с режим работы безнапорный внутренняя поверхность трубы шероховатая при наличии песка и гравия на дне грунт отводящего русла среднеплотный суглинок, если а) t o > i (to = 0,03) б) to < < Ik Оо = 0,003). [c.225]

Для гладких круглых труб такой параметр не требуется, поскольку все круглые трубы геометрически подобны и для них экспериментальные точки на графике к = к (Re) должны образовать единую кривую. Однако шероховатые трубы не являются геометрически подобными, поскольку требование геометрического подобия должно распространяться не только на форму поперечного сечения, но и на форму выступов неровностей стенок. Но тогда при строгом подходе практически невозможно найти две геометрически подобные трубы с естественной шероховатостью. Поэтому в качестве приближенного допущения принимают, что шероховатые трубы геометрически подобны, если отношение средней высоты А неровности к радиусу Го или диаметру d будет одинаковым (рис. 6.11). Тогда опытные данные следует обрабатывать в виде кривых [c.148]

Как известно, переход ламинарного течения в турбулентное для круглых цилиндрических труб определяется критическим значением числа Рейнольдса. При этом под Re p понимают такое значение этого числа, для которого поток данного класса с числом Рейнольдса меньше Re p, является заведомо ламинарным устойчивым, т. е. в нем затухают любые внешние малые возмущения. Таким образом, критическое число Рейнольдса определяет границу устойчивости ламинарных потоков, но не предопределяет фактического перехода к турбулентности, который может происходить при Ren > Re p. Поэтому на величину Re p не должны влиять случайные возмущения, вносимые, например, шероховатостью стенок, если только последняя не приводит к изменению общей конфигурации потока. Опыт подтверждает независимость Re p от шероховатости стенок трубы. Но изменение общей конфигурации потока (например, его сужение, расширение или изгиб оси) существенно влияет на устойчивость течения, т. е. на значение Re p, поскольку при этом изменяются общие условия устойчивости. Так, опытами многих исследователей 12 359 [c.359]

На примере круглой трубы покажем, как можно разделять поверхности, омываемые движущейся жидкостью, на гладкие и шероховатые. [c.116]

Найдем скоростную характеристику 5 для круглой трубы в гидравлически шероховатой зоне. Возьмем трубу диаметром О, в которой А б. [c.70]

Для круглой трубы / = 0,1115 О, а в гидравлически шероховатой трубе составляет некоторую часть высоты выступов шероховатости, т. е. = т А, где т — некоторый коэффициент. Тогда [c.71]

Современные расчетные формулы для X предусматривают зависимость этого коэффициента в общем случае только от шероховатости стенок русла и от числа Рейнольдса. Величину X в случае круглых труб можно найти для турбулентного движения (так же как и для ламинарного движения см. вьппе), зная закон распределения скоростей по живому сечению. [c.159]

Формулы для X в случае шероховатых труб были предложены многими авторами. Прежде чем остановиться на пояснении тех из них, которые в настоящее время главным образом должны рекомендоваться для практического применения, осветим (в следующем параграфе) работу И. Никурадзе, обобщившего при помощи особого графика результаты всех исследований в области вопроса о потерях напора в круглых трубах. [c.160]

В исследовании, проведенном в МЭИ [Л. 30], подробно изучены различные виды шероховатости типа резьбы , кото- рая наносилась на внутреннюю поверхность круглой трубы диаметром d=16,7 мм и f/d=100. Опыты проводились с водой. На рис. 10-4 приведены опытные данные, относящиеся к резьбе треугольного профиля (рис. 10-3,а). Коэффициент теплоотдачи отнесен к поверхности гладкой трубы (без учета эффекта оребрения). Приведенные данные показывают, что такой вид искусственной шероховатости позволяет значительно увеличить теплоотдачу. В этом исследовании было показано также что скругленная шероховатость (рис. 10-3,6) значительно менее эффективна в ряде случаев она вообще не дает увеличения теплоотдачи в сравнении с гладкой поверхностью. Это указывает на то, что острая кромка выступов имеет существенное значение для интенсификации теплоотдачи. [c.273]

Другой вид искусственной шероховатости (рис. 10-3, в, г) подробно исследован в [Л. 17, 18, 33, 93, 102, 114]. При этом кольцевые выступы с различным относительным шагом sjh создавались как на наружной поверхности трубы при течении потока воды, воздуха и трансформаторного масла в кольцевом канале, так и на внутренней поверхности круглой трубы. Такой вид искусственной шерохо- [c.273]

Рис. 10-4. Теплоотдача в круглой трубе с искусственной шероховатостью в виде треугольной резьбы.

Другой вид искусственной шероховатости (рис. 10-3, в, г) подробно исследован в [16, 17, 33, 92, 101, 113]. При этом кольцевые выступы с различным относительным шагом s h создавались как на наружной поверхности трубы при течении потока воды, воздуха и трансформаторного масла в кольцевом канале, так и на внутренней поверхности круглой трубы. Такой вид искусственной шероховатости изучался также в плоском щелевом канале. Итоги этих исследований были обобщены в [16, 17]. Анализ показал, что для этого вида шероховатости параметром, имеющим решающее значение для интенсификации теплоотдачи, является отношение расстояния между выступами s к их высоте h s/h. Остальные характеристики, такие как форма выступа (прямоугольная или треугольная), отношение hid, имеют второстепенное значение. При этом высота выступов h должна превышать толщину вязкого подслоя. В [16, 17] показано, что причина интенсификации теплообмена связана со срывом и разрушением вязкого подслоя выступами шероховатости и возникновением вихревых зон. Оказывается, что для параметра sih существует оптимальное значение, при котором интенсификация теплоотдачи максимальна. В результате обобщения многочисленных опытных данных автор [16, 17] получил уравнение для теплоотдачи [c.294]

Круглые трубы. Коэффициент сопротивления трения круглой трубы (1о) в зависимости от числа Рейнольдса и относительной шероховатости может быть найден по графику (рис. 1.1). Для технически гладких труб при Ре = 4 10 10 используется формула Блазиуса [c.20]

Пример 3.2. Перепад давления Др при напорном течении жидкости по круглой трубе зависит от диаметра трубы d, ее длины /, эквивалентной шероховатости стенок трубы Д, плотности жидкости р, ее вязкости f , средней скорости v, т.е. [c.68]

Коэффициент сопротивления I зависит от характера течения жидкости. В случае ламинарного потока в круглых трубах I уменьшается обратно пропорционально увеличению числа Re и не зависит от степени шероховатости трубы. В случае турбулентного потока, кроме зависимости от Re, коэффициент сопротивления к изменяется с изменением шероховатости трубы Д (рис. 14). [c.34]

Определить, какой уклон необходимо придать круглой трубе (рис. 11.2) для пропуска расхода Q = S2 м /с при следующих данных радиус г = 1,9 м глубина наполнения h = 209 см коэффициент шероховатости и =0,025. [c.207]

Рис. 1.11. Зависимость гидравлического коэффициента трения от числа Рейнольдса для круглых труб с равнозернистой (песочной) шероховатостью

Рис. 1.12. Расчетный график гидравлического коэффициента трения для стальных круглых труб с естественной шероховатостью, по данным ВТИ

Рис. 13-10. Профили скорости а круглых трубах с песчано-зернистой шероховатостью стенок [Л. 5].

Рис. 13-13.. Схемы, иллюстрирующие способы непосредственного определения X в трех основных задачах расчета течения в круглой трубе, а —расчет б —расчет О в — расчет й / — гладкие трубы 2 — шероховатые трубы.

Законы сопротивления для шероховатых и гладких труб прямоугольного сечения аналогичны законам сопротивления для круглых труб, но изменение формы поперечного сечения приводит к различию констант в уравнениях. Коэффициент сопротивления трения для гладких труб прямоугольного течения может быть выражен [Л. 10] в виде [c.307]

Для русл, которые недостаточно широки, чтобы их можно было считать двумерными, такие универсальные зависимости для профиля скорости неприменимы. Если поперечное сечение русла не сильно отличается от круга, то для потерь напора на практике принято, как и в случае замкнутых труб некруглого сечения, использовать коэффициенты сопротивления трения для круглых труб. В этом случае применяется формула Дарси. Для иных форм поперечного сечения можно использовать формулы для коэффициента Шези С. При больших числах Рейнольдса шероховатость стенок можно считать вполне развитой , и поэтому коэффициент Шези можно найти по формуле (13-73). [c.326]

При описании метода решения аналогичной задачи для круглой трубы указывалось, что прямой расчет диаметра возможен только в случае гладкой трубы, а в случае шероховатой трубы решение возможно только методом последовательных приближений. Это же справедливо и при подборе R для канала. Однако формула (13-77) и шкала Re , /s на номограмме рис. 13-12 оказываются полезными и при расчете по методу последовательных приближений. (Прим. ред.) [c.327]

Обобщенный результат этих исследований для течения в круглых трубах показан на рис, 1-9. В области < 5, т. е. когда шероховатость не выходит за пределы области с безусловным преобладанием молекулярной вязкости, поверхность является гидродинамически гладкой. [c.32]

Рис. 6-13. Коэффициенты трения при полностью развитом турбулентном течении в гладких и шероховатых круглых трубах (Моуди Л. 18]).

X - некоторый постоянный коэффициент пропорциональностп коэффициент по опытам Никурадзе (см. 9-10) для турбулентного ядра в круглых трубах с искусственной равнозернистой шероховатостью оказался в среднем равным [c.83]

Экспериментально Рейнольдс установил, что критическая скорость прямо пропорциональна кинематической вязкости жидкости V и обратно пропорциональна диаметру трубы й, т, е, Окр= = fev/d. Безразмерный коэффициент пропорциональности к одинаков для всех жидкостей и для любых диаметров труб. Эта безразмерная величина называется критическим числом Рейнольдса и обозначается Reкp=i кpd/v. Критическое число Рейнольдса зависит от шероховатости стенок русла, наличия или отсутствия первоначальных возмущений в жидкости, конвекционных токов, условий входа жидкости в русло и др. Для круглых труб постоянного диаметра Кекр=2300, а для трубопроводов, лотков и каналов некруглого сечения Кекр = 575. [c.41]

В 1938 г. им были закончены опыты над движением жидкости в открытых каналах прямоугольного сечения. Опыты проводились при разных уклонах, ширине и глубине потока и различной относительной шероховатости. Обработка опытных данных Зегжда для открытого потока привела к графику, аналогичному графику Никурадзе для круглых труб, и показала не только качественное, но и количественное соответствие наблюдаемых в обоих случаях закономерностей. График Зегжда схематически изображен на [c.140]

В предыдущих гл. 7 и 8 были рассмотрены способы теоретического анализа процессов теплоотдачи на основе теории пограничного слоя на примере продольно и поперечно-омываемой пластины и вынужденного движения жидкости в гладкой круглой трубе. При этом физические константы К, ji,, р, с), от которых зависит способность жидкости переносить теплоту, принимались постоянными. Кроме того, не учитывалось влияние свободной конвекции, которая может либо усиливать теплоотдачу при вынужденном движении жидкости, либо ослаблять ее. Однако теоретическое определение теплоотдачи при наружном омывании тел более слоя ной формы или при вынужденном движении в трубах некруглого сечения с шероховатыми стенками (практически внутренние стенки труб всегда имеют шероховатую поверхность) с учетом переменности физических констант жидкости и свободной конвекции пока невозможно. Следует отметить, что значительная часть сведений о процессах переноса теплоты, которыми мы располагаем, была получена экспериментально. Поэтому инежерные расчеты теплоотдачи в основном построены на экспериментальных сведениях. [c.185]

Если в случае ламинарного напорного движения в круглой трубе / макс = (где Циакс скорость ПО ОСИ трубы), ТО В случае турбулентного движения в такой трубе обычно, как показывает опыт, и/и акс = 0,70 -н -г 0,90 (с увеличением числа Рейнольдса Re это отношение увеличивается оно зависит также от шероховатости стенок русла). [c.153]

Критическое число Рейнольдса определяется экспериментально и зависит от большого числа различных факторов. Явление этого перехода изучалось Г. Хагеном (1839 г.), Д. И. Менделеевым (1880 г.), однако систематические исследования возникновения турбулентного течения с установлением критерия перехода были проведены О. Рейнольдсом в 1883 г. для потока в круглой трубе. Критерием перехода оказался установленный анализом единиц измерения комплекс ршс11 1, где w — осредненная по поперечному сечению скорость, ай — диаметр трубы. Последующими многочисленными исследованиями было установлено существование двух чисел Рейнольдса — верхнего и нижнего. Нижнее значение равно примерно 2300 если Ке=ршй/р, 2300, то устойчивость ламинарного течения невозможно нарушить никакими возмущениями. В качестве верхнего числа Рейнольдса обычно принимают значение Ре=10 000, при котором в трубах с технической шероховатостью устанавливается развитое турбулентное течение. Однако в гладких трубах с плавным входом и отсутствием возмущений удавалось затягивать ламинарный режим до значительно больших значений Ре. [c.357]

Задача 3.10. При течении совершенного газа по круглой трубе градиент давления dpjdx зависит от диаметра трубы d, шероховатости стенок А, плотности р и вязкости т газа, средней скорости v и газовой постоянной R, абсолютной температуры в. [c.72]

Все приведенные формулы относятся к трубам, имеющим технически гладкую поверхность. Для иитенсификацин геилоотдачи в ряде случаев на поверхность наносят искусственную шероховатость или чаще всего применяют волнистые, а также различным образом оребрениые трубы (стержни). Однако следует считаться с тем, что одновременно возрастает и гидродинамическое сопротивление, причем, как правило, в большей степени, чем возрастает интенсивность теплоотдачи. Такой же эффект вызывают применяемые иногда турбулизирующие или закручивающие поток вставки в круглые трубы, а также дистанционные узлы в кольцевых каналах. Выбор подходящих вариантов должен основываться в подобных случаях на комплексном рассмотрении вопроса, учитывающем затрачиваемую на прокачку теплоносителя мощность, технологичность устройств, удобство сборки и эксплуатации, стоимость и прочие технико-экономические соображения. По этим вопросам имеется обширная специальная литература. [c.127]

Краткое содержание. Гидродинамический микроскоп позволяет наблюдать движение мельчайших частиц в потоке жидкости, пересекающих интенсивный пучок света, а это в свою очередь дает возможность измерять среднюю скорость жидкости, максимальные величины трех составляющих турбулентной скорости и их максимальное угловое отклонение от среднего направления потока жидкости. Следовательно, этот микроскоп может быть использован для изучения турбулентного потока, особенно вблизи твердой стенки. В статье приведены результаты некоторых исследований, проведенных по этой методике и касающихся главным образом вопросов пограничного слоя. Они включали в себя 1) исследование развитого турбулентного потока в гладком и шероховатом квадратных каналах и в гладкой круглой трубе 2) переход от ламинарного потока к турбулентному в пограничном слое длинного удо-бообтекаемого тела вращения и 3) статическое давление в развитом турбулентном потоке. [c.119]

Гидравлический коэффициент трения А. в общем случае зависит от конфигурации граничных поверхностей и числа Re. Понятие конфигурации включает в себя форму поперечного сечения и шероховатость стенок. Общий характер зависимости X от числа Re и шероховатости стенок для круглых труб по данным опытов Никурадзе показан на рис. 1.11. В этих опытах шероховатость создавалась искусственно и оценивалась средним размером выступа Aj. Как показывает ход экспериментальных кривых, возможны следующие течения I — ламинарный режим А. 1 = /] (Re) 2 — гладкостенный турбулентный режим А.2 = /2(Re) 3 — доквадратичный [c.22]

Рис. 13-11. Влияние шероховатости на профили скорости в круглой трубе. Графики в случае шероховатых труб приведены для трех значений параметра иЛзЬ, равных 70, 1 ООО и 10 000.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...