Два режима течения вязкой жидкости

На основании результатов своих опытов с окрашенными струйками Рейнольдс показал, что ламинарный режим течения вязкой жидкости в цилиндрической трубе осуществляется только до тех пор, пока безразмерный параметр течения, названный позднее числом Рейнольдса, не будет превышать своего критического значения. Если же этот параметр превысит своё критическое значение, то течение вязкой жидкости из ламинарного режима внезапно, скачком переходит в турбулентный режим при этом скачком меняется и зависимость коэффициента сопротивления от значений числа Рейнольдса. [c.434]

При ламинарном течении вследствие изменения теплофизических свойств жидкости могут иметь место два режима движения— вязкостный и вязкостно-гравитационный. Теплообмен при этих режимах протекает различно. Вязкостный режим характеризуется преобладанием сил вязкости над подъемными, т. е. этот режим соответствует течению вязких жидкостей при малом влиянии естественной конвекции или отсутствии его. При вязкостно-гравитационном режиме движения силы вязкости и подъемные силы соизмеримы. [c.301]

Вязкостный режим имеет место при преобладании сил вязкости над подъемными силами, т. е. он соответствует течению вязких жидкостей при отсутствии влияния естественной конвекции. [c.205]

Если режим течения несжимаемой жидкости оказался турбулентным или переходным, то из-за существенного влияния вихре-образования в потоке теория течения вязкой жидкости не может быть применена к данному случаю. Здесь падение давления подчиняется законам, схожим с теми, которые имеют место при течении жидкости с трением внутри трубок. Однако в тех случаях, когда критерий Рейнольдса соответствует переходному режиму, эти уравнения могут быть использованы как первое приближение, дающее заведомо большую величину утечек. [c.51]

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]

Ламинарное движение в трубке осуществляется при небольших перепадах давления, и по мере увеличения перепада давления характер течения жидкости может измениться. При движении жидкости при больших перепадах давления в трубке осуществляется особый режим. течения, получивший позднее название турбулентного. Основная особенность турбулентного режима течения вязкой жидкости заключается в беспорядочном характере траекторий частиц жидкости и в наличии беспрерывных относительных перемещений частиц, позднее названных пульсациями. [c.433]

Задача 16.2. Пусть о., р, р. — скорость, давление и тензор вязких напряжений, относящиеся к некоторому стационарному состоянию, представляющему собой установившийся режим течения вязкой несжимаемой жидкости, т.е. Ь. = Ь.(х ), Р — р р к). Показать, что экстремальное значение функционала [c.463]

Приведенные зависимости могут быть использованы для расчета потерь на вязкое трение при ламинарном течении проводящей жидкости в каналах МГД-устройств постоянного тока с гладкими стенками. Однако для этого необходимо знать, когда режим течения является ламинарным. [c.435]

Ламинарный режим течения характерен, главным образом, для вязких жидкостей (нефть, мазут, минеральные масла и пр.). В санитарно-технической практике ламинарное течение иногда приходится наблюдать на малых объектах водяного отопления и внутридомового газопровода. [c.145]

Для процессов теплоотдачи режим движения рабочей жидкости имеет очень большое значение, так как им определяется механизм переноса тепла. При ламинарном режиме перенос тепла в направлении нормали к стенке в основном осуществляется путем теплопроводности. При турбулентном режиме такой способ переноса тепла сохраняется лишь в вязком подслое, а внутри турбулентного ядра перенос осуществляется путем интенсивного перемешивания частиц жидкости. В этих условиях для газов и обычных жидкостей интенсивность теплоотдачи в основном определяется термическим сопротивлением пристенного подслоя, которое по сравнению с термическим сопротивлением ядра оказывается определяющим. В этом легко убедиться, если проследить за изменением температуры жидкости в направлении нормали к стенке (рис. 2-2). Как видно, наибольшее изменение температуры происходит в пределах тонкого слоя у поверхности, через который тепло передается путем теплопроводности. Следовательно, как для ламинарного, так и для турбулентного режима течения вблизи самой поверхности применим закон Фурье [c.34]

Механическое взаимодействие. Для одиночной частицы в стационарном потоке вязкой жидкости аналитическое определение величины Со оказывается возможным только в двух предельных случаях, которые были исследованы Стоксом и Ньютоном. Стокс получил решение, соответствующее очень низким относительным скоростям, отбросив члены в уравнении Навье—Стокса, связанные с инерциальными силами (Re —О). Такой режим течения, которому соответствуют числа Рейнольдса от О до 0,1, называется течением Стокса и характеризуется симметричной картиной обтекания сферы как перед, так и после тела. Полученное Стоксом приближение дает для результирующей силы сопротивления зависимость [c.48]

Основы теории устойчивости ламинарного течения тонкого слоя вязкой жидкости, имеющей свободную поверхность, были разработаны П. Л. Капицей [56], который показал, что при числах Рейнольдса, больших некоторого критического значения, энергетически более выгодным является ламинарно-волновое течение. Поставленное П. Л. Капицей и С. П. Капицей экспериментальное исследование [57] подтвердило это положение, показав, что существует некоторый минимальный расход, при котором на поверхности жидкости возникают волны. При расходах, меньших минимального, волновой режим течения не развивается, причем в этих условиях искусственно созданные волны затухают. В последующие годы вопросы устойчивости ламинарного движения по отношению к малым внешним возмущениям, которые,, наложившись на основное течение, могут либо усиливаться, либо затухать, аналитически изучались рядом авторов [3, 10, 11, 45, 46, 49, 86, 91, 96, 126, 147, 149, 156, 180, 214-217]. Появилось также большое число работ, в которых развитие волнообразования на поверхности жидких пленок изучалось экспериментально [4, 15, 16, 22, 25, 28, 29, 31, 32, 40, 51, 53-55, 57, 62, 63, 66,. 67, 75, 79, 84, 85, 92-94, 97, 106, 108, ИЗ, 116, 117, 120, 133, 137,, 139, 145, 151-154, 158, 167, 169, 172, 179, 187, 188, 190, 192, 200, 206, 208, 209]. [c.190]

ПОДВИЖНОЙ пластине равна v, а на неподвижной равна нулю, в зазоре устанавливается ламинарный режим течения с линейным профилем скоростей. Согласно рис. 6 движение передается от одного слоя жидкости к другому в направлении, перпендикулярном движению, за счет сил внутреннего трения — вязкости. В рассматриваемом случае вязкое течение описывается законом Ньютона [c.13]

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]

Сопротивление трения. При небольших скоростях потока Re < 100), когда в пограничном слое имеется ламинарный режим течения, жидкость плавно (безотрывно) обтекает тело линии тока имеют такой же вид, как и при обтекании идеальной жидкостью. В качестве примера снова рассмотрим обтекание шара. Мы уже выяснили раньше (см. рис. 10.19), что при обтекании шара идеальной жидкостью результирующая сил давления на поверхность шара ввиду симметрии линий тока равна нулю. По этой же причине результирующая сил нормального давления на поверхность шара будет равна нулю и в случае ламинарного обтекания вязкой жидкостью. [c.299]

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]

Рассмотрим причины, которые приводят как к росту теплоотдачи, так и к увеличению гидравлических сопротивлений в вязких ньютоновских средах. Согласно [189], вращательно-поступательное движение вязкой жидкости обычно сопровождается возникновением вторичных течений первого и отчасти второго рода. Этот режим течения принято называть [c.523]

Приведённая формула для расчёта коэффициента сопротивления X справедлива в области значений Ре < 2300, в которой течение для несжимаемой вязкой жидкости считается ламинарным. При дальнейшем росте числа Ре режим течения переходит в турбулентный, то есть критерий Рейнольдса можно считать критерием оценки режима течения. [c.65]

В технике, в том числе и тепловозной, в гидравлических (в том числе воздушных и газовых) системах обычно имеет место турбулентное течение жидкостей. Ламинарный режим бывает лишь у вязких жидкостей (например, масло) при малых скоростях течения и в тонких каналах (плоские трубки радиатора). [c.24]

Численным методом изучается течение вязкой несжимаемой жидкости между соосными цилиндрами, которые совершают равноускоренное вращение вокруг своей оси как твердое тело. Аналитическим методом строится одномерное нестационарное решение уравнений Навье - Стокса для случая, когда движение начинается из состояния покоя. На начальном участке времени одномерное нестационарное движение жидкости является неустойчивым. Вносимые в поток малые возмущения вызывают образование вторичных вихревых течений с компонентой скорости вдоль оси. Численным методом исследуется динамика возникающих неустойчивостей и их диссипация. Формулируется условие, определяющее размеры нестационарной области вторичных течений. Неустойчивый режим течения является переходным и с некоторого момента времени течение становится устойчивым. [c.52]

Теоретическое и экспериментальное исследования течения тонких слоев вязкой жидкости в вертикальных трубах, выполненные в разделе 5.1., показали, что режим реверса пленки жидкости определяется условием [c.61]

Но в большинстве узлов трения жидкостная смазка, обеспечивающая полное разделение рабочих поверхностей контактирующих деталей в процессе эксплуатации, осуществляется под действием давления, создаваемого в слое жидкости, ограниченном этими поверхностями, при их относительном перемещении. Для этого необходимо, чтобы слой жидкости имел клиновидную форму. При такой геометрии и давление р в слое, и профили скоростей течения жидкости изменяются по длине зазора (рис. 6.3). Скорость течения представляет собой сумму скоростей вязкого течения с линейным профилем скоростей по толщине слоя (как на рис. 6.2) и скорости течения, вызванной фадиентом давления, развиваемого в слое жидкости, с параболическим профилем скоростей течения. Это обеспечивает постоянство расхода жидкости по длине зазора, а развиваемое давление обеспечивает несущую способность смазочному слою. В этом случае имеет место гидродинамический режим смазки. [c.186]

Влияние скорости вынужденного движения кипящей жидкости. Характер этого влияния (рис. 8.12) определяется соотношением интенсивностей разрушения вязкого подслоя как за счет вынужденного течения жидкости, так и вследствие образования и отрыва пузырей пара. При малой скорости вынужденного течения щ она не оказывает влияния на интенсивность теплоотдачи, которая определяется здесь главным образом разрушением вязкого подслоя пузырями пара. Это и есть развитый режим пузырькового кипения. [c.311]

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ (от лат. lamina — пластинка) — упорядоченный режим течения вязкой жидкости (или газа), характеризующийся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости. Условия, при к-рых может происходить устойчивое, т. е. не нарушающееся от случайных возмущений, [c.567]

Оно учитывает перенос тепла одновременно за счет вы-нужденного и свободного движений жидкости соответственно критериями Рейнольдса и Грасгофа. При ламинарном течении вязких жидкостей свободное движение практически не проявляется, хотя скорость вынужденного движения п невелика. Этому соответствует частный случай ламинарного течения, так называемый вязкостный режим, для которого критериальное уравнение представляется в форме [c.144]

Следует отметить, что вопрос о переходе ламинарного режима течения в турбулентный на сегодня окончательно не решен, несмотря на большое теоретическое и практическое значение. Так, в 1971г. советский ученый В.А.Романов установил фундаментальный факт, что так называемое гшоскопараллельное течение Куэтта (см. подраздел 5.3.2) никогда, ни при каких возмущениях не теряет устойчивости, оставаясь ламинарным при сколь угодно больших числах Рейнольдса. В рассматриваемом случае область течения ограничена двумя параллельными пластинами, между которыми находится вязкая жидкость. Пластины движутся параллельно друг другу с постоянными и противоположными по направлению скоростями, увлекая за собой прилегающие к ним слои жидкости. Устойчивость плоского течения Куэтта носит исключительный характер, привлекая к себе внимание теоретиков и экспериментаторов, т.к. все остальные ламинарные течения вязкой жидкости при некотором значении числа Рейнольдса теряют устойчивость, приобретая турбулентный характер. Турбулентный режим течения является устойчивым. Экспериментально этот факт подтвержден до значений числа Рейнольдса порядка 10 . [c.85]

При Re < 2300 и GrPr < 5 10 режим течения жидкости в трубе (канале) называется вязкостным. Он характерен для маслоохладителей, подогревателей мазута и других теплообменников, используемых при нагревании или охлаждении вязких жидкостей. [c.209]

В опытах с водой имеет место турбулентный режим течения. Поэтому для обобщения опытных данных -может быть использована за1Висимость (3-39). При использовании В качестве рабочей жидкости вязкой среды — масла, движущегося в прямоугольном канале малого поперечного сечения, наблюдается вязкостный режим течения. [c.171]

В общем случае ламинарного течения смежные слои жидкости, движущиеся относительно друг друга, могут быть и изогнутыми, однако движение жидкости происходит без макросколического перемешивания. Этот режим течения имеет место в тех случаях, когда вязкие касательные напряжения, обусловленные молекулярным обменом количества движения между слоями жидкости, оказывают преобладающее влияние на течение. [c.172]

В теории конвективного теплообмена (глава X) была показана возможность аналитического решения задач конвективно-тепло-проводного переноса тепла в потоке к поверхности обтекаемых тел. Для решения этих задач, помимо известных начальных условий и условий на границе, необходимо иметь заданное скоростное поле в потоке. Скоростное поле при течении изотермической вязкой среды формируется в результате сложного взаимодействия сил инерции и сил трения при обтекании поверхности тела. Постоянный стабилизированный режим течения устанавливается не сразу для стабилизации потока требуется некоторый путь перемещения среды, обтекающей поверхность тела. На этом пути скоростное поле в поперечном сечении потока зависит от начальных условий входа далее их влияние прекращается, и скоростное поле определяется конфигурацией стенок, ограничивающих канал, и кинематической вязкостью жидкости (регулярный режим течения). Опыт показывает, что независимо от расцре- [c.329]

Рассмотрено стационарное течение вязкой несжимаемой жидкости при больших числах Рейнольдса около малой пространственной неровности, расположенной на гладкой поверхности обтекаемого тела и ориентированной почти вдоль линий поверхностного трения. Детально изучен режим, когда в масштабах неровности реализуется квазидвумерное течение с заданным градиентом давления. Получено численное решение соответствующей краевой задачи для уравнений пограничного слоя. Показано, что это решение в отличие от плоского случая единственно. [c.123]

ЛАМЕ ПОСТОЯННЫЕ, величины, характеризующие упругие св-ва изотропного материала (см. Модули упругости, Гука закон). Названы по имени франц. математика Г. Ламе (G. Lame). ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ (от лат. lamina — пластинка, полоска), упорядоченное течение жидкости или газа, при к-ром жидкость (газ) перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения. Л. т. наблюдается или у очень вязких жидкостей, или при течениях, происходящих с достаточно малыми скоростями, а также при медленном обтекании жидкостью тел малых размеров. В частности, Л. т. имеют место в узких (капиллярных) трубках, в слое смазки в подшипниках, в тонком пограничном слое, образующемся вблизи поверхности тел при обтекании их жидкостью или газом, и др. С увеличением скорости движения данной жидкости Л. т. в нек-рый момент переходит в турбулентное течение. При этом существенно изменяются все его св-ва, в частности структура потока, профиль скоростей, закон сопротивления. Режим течения жидкости характеризуется Рейнольдса числом Re. Когда значение Re меньше критич. числа имеет место Л. т. жидко- [c.343]

Схема областей возмущенного течения, изображенная на рис. 3.31, позволяет при заданной амплитуде параметра определить размеры этих областей и характер течения в них. Так, воздействие возмущения с амплитудой О (е /" ) Uw 0(1) приводит к появлению вблизи разрыва области с размерами, определяющимися линией АВ, течение в которой описывается системой уравнений Навье-Стокса для несжимаемой жидкости. Следующая по протяженности — область, продольный размер которой определяется линией EF, где течение описывается в первом приближении уравнением Бюргерса. При этом на промежуточных расстояниях при изменении параметров в области между линиями АВ и EF, в течении в области нелинейных возмущений влияние вязкости несущественно и реализуется режим компенсационного взаимодействия [Боголепов В.В., Нейланд В.Я., 1976], а также соответствующий раздел в главе 8. Отсутствие вязких членов в уравнениях, описывающих возмущенное течение, требует введения подобласти, в которой влияние сил вязкости имеет тот же порядок, что и влияние сил инерции. В то же время существует область с длиной, определяющейся линией ОВ, в которой влияние вязкости существенно и в которой поверхностное трение имеет тот же порядок величины, что и трение в исходном пограничном слое. Точка Е, как отмечалось выше, соответствует общему случаю, когда нелинейные процессы выравнивания трения взаимодействия с внешним потоком происходят в одной области — области свободного взаимодействия [Нейланд В.Я., 1969,а Stewartson К., Williams P.G., 1969]. [c.110]

В зависимости от величины числа Рейнольдса Ке = Q/ь, где Q — плотность орошения (т.е. объемный расход жидкости на единицу ширины пленки), течение жидкости в гравитационной пленке может осу-ш,ествляться в ламинарном, волновом и турбулентном режимах. Известно [5, 23, 180], что ламинарный режим теряет устойчивость при значениях критического числа Рейнольдса Ке = 2 Ч- 6. Однако известно также [23], что реальное появление волн наблюдается лишь начиная с точки, существенно смещенной вниз по потоку. Во всяком случае, даже для чисел Рейнольдса 6 Ке 400, соответствующих волновым режимам [5], значительная часть длины пленки будет без-волновой. Если учесть, что эта длина существенно превосходит длину начального участка, где происходит формирование стационарного профиля скорости и установление толщины пленки, то следует признать, что гидродинамические закономерности установившегося ламинарного течения пленки при равновесии вязких и гравитационных сил являются определяющими при расчете интенсивности массообмена во многих аппаратах. Таковы, например, широко распространенные в химической и нефтехимической промышленности насадочные абсорбционные и ректификационные колонны, где пленки стекают по поверхности насадочных тел, протяженность которых не превышает нескольких сантиметров (кольца Рашига, кольца Палля, седла Берля и др. [180]). [c.21]

Для течения в цилиндрической трубе при устойчивом ламинарном режиме Кёкр л 2320 Бариесу и Кокеру удалось задержать появление турбулентности до значения числа Не примерно 20000, а Экману — до 50000. В последнем случае наблюдавшийся ламинарный режим является неустойчивым. Характерной особенностью ламинарного режима течения является его упорядоченность. Такое течение возможно в тех случаях, когда касательные напряжения, связанные с молекулярньш обменом количества движения между слоями жидкости, оказывают доминирующее влияние на ее движение. Для турбулентного режима течения характерна неупорядоченность движения жидкости, наличие в потоке пульсаций скорости, давления и т. п. При таком режиме движения силы вязкого трения уже не являются преобладающими, основное воздействие на поток оказывают силы инерции. [c.23]

Технологические жидкости являются однофазными или смесью, состоящей из двух, реже из трех фаз. Во всех случаях сплошной средой является жидкость, а дисперсной фазой — твердые частицы, несмешиваемая жидкость или газовые пузырьки. Любая комбинация дисперсных фаз внесет свои особенности в определение величин сопротивления перемещаемым в них деталям. Присутствие посторонних включений в сплошной среде исказит картину распределения скоростей в слоях, которая бывает в однофазной жидкости, так как взвешенные частицы искривляют пути движения отдельных частиц жидкости и вызывают некоторое перемешивание слоев. При этом происходит более быстрый переход ламинарного движения к турбулентному. Однако и до перехода к турбулентному режиму присутствие взвешенных частиц влияет на сопротивление течению лодкости. Твердые частицы сужают пространство, занятое струями жидкости, и увеличивают средний градиент скорости в поперечном сечении потока, а вместе с этим и градиентные силы трения. Но общая закономерность течения тех нологической жидкости не изменится. Поэтому все технологиче ские жидкости будем рассматривать как вязкие несжимаемые и при решении задач использовать метод, применяемый в механике однофазных жидкостей. Все особенности характеристик технологических жидкостей, существенно влияющие на механику движения [121 деталей, следует учитывать эквивалентными коэффициентами приведения (рис. 188). [c.206]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...