Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса и его критическое значение

Такой режим движения жидкости называется турбулентным. Опыты показали, что турбулентный режим движения жидкости наступает тогда, когда превышено определенное значение числа Рейнольдса, называемое критическим. При получении числа Рейнольдса в процессе анализа картины течения жидкости указывалось, что это число характеризует соотношение между инерционными силами в потоке и силами вязкости. Турбулентный режим течения наступает вследствие существенного преобладания сил инерции над силами вязкости (скорость и плотность жидкости велики, вязкость мала). При определенном соотнощении этих величин ламинарное движение становится неустойчивым, этому моменту и соответствует критическое число Рейнольдса. Для случая обтекания плоской поверхности это значение равно [c.260]

Движение жидкости может быть ламинарным или турбулентным. При ламинарном режиме частицы жидкости движутся послойно, яе перемешиваясь. Турбулентный режим характеризуется непрерывным перемешиванием всех слоев жидкости. Ламинарное течение переходит в турбулентное при критическом значении числа Рейнольдса Не = wl/v, где V — кинематическая вязкость, м /с. Режим движения жидкости, промежуточный между ламинарным Я турбулентным, называется переходным. [c.196]

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]

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]

В настоящее время при расчетах обычно принято исходить только из одного критического значения числа Рейнольдса (Кекр=2300), считая, что ламинарный режим существует при Ке<2300, а турбулентный — при Ке> >2300. При этом движение жидкости в неустойчивой зоне из рассмотрения исключается. Эти приводит, как будет ясно из дальнейшего, к некоторому завышению значений гидравлических сопротивлений в случае, если в этой зоне в действительности имеет место ламинарный режим. [c.83]

Значение числа Рейнольдса Не при v = называется нижним критическим числом, а при v = vg,к —верхним критическим числом. Величины нижнего и верхнего критических чисел Рейнольдса не зависят от рода жидкости и размеров живого сечения потока. Опытами установлено, что нижнее критическое число Рейнольдса Ке .к может быть принято равным 2320. Верхнее критическое число Рейнольдса Ре .к изменяется в довольно широких пределах (от 4000 до 13000). Переход ламинарного режима в турбулентный зависит (помимо скорости движения, вязкости жидкости и размеров живого сечения потока) от целого ряда факторов возмущений, создаваемых у источника питания трубопровода, сотрясений трубопровода, резкого изменения скорости, шероховатости граничных поверхностей, местных сопротивлений и т. д. В лабораторных условиях удавалось сохранить ламинарный режим в трубопроводе при числах Рейнольдса, превышающих даже 13800 и, наоборот, наблюдался переход турбулентного режима в ламинарный при числах Рейнольдса, значительно меньших 2320. [c.83]

Из рассмотрения формул (Х.З), (Х.5) и (Х.ба) нетрудно установить, что параметр кинетичности /7 , число Фруда Рг и число Рейнольдса Re зависят от скорости движения, т. е. состояние потока и режим его движения определяются для данного канала величиной скорости потока. Следовательно, для данного открытого русла охарактеризовать соотношение сил инерции, вязкости и гравитации, т. е. условия, при которых осуществляется изменение состояния потока и режима движения жидкости, можно графиком, где по оси абсцисс отложены скорости движения жидкости, а по оси ординат — глубины потока в русле (рис. Х.2). На этом графике нанесены прямые, отвечающие определенным значениям чисел ]/ Рг и Ке. Жирная прямая при У Рг = 1, соответствующая критическому состоянию потока, разделяет график на две части, из которых левая охватывает область спокойных потоков, а правая — область бурных потоков. Средняя заштрихованная полоса 5, ограниченная значениями числа Рейнольдса 500 и 2000, является переходной областью. Ниже этой полосы потоки ламинарные, а выше турбулентные. Таким образом, график состоит из четырех зон нижняя левая 1 — область спокойных (докритических) потоков с ламинарным режимом движения, нижняя правая 2 область бурных (сверхкритических) потоков с ламинарным режимом движения, верхняя правая 3 — область бурных (сверхкритических) потоков с турбулентным режимом движения, верхняя левая 4 область спокойных (докритических) потоков с турбулентным режимом движения. [c.180]

Границы существования того или иного режима движения жидкости определяются двумя критическими значениями числа Рейнольдса нижним критическим числом Йскр.н и верхним критическим числом Некр.в. Значения скоростей, соответствующие этим значениям Не, также называют критическими. При Ке<Кекр.н возможен только ламинарный, а при Ке>Кекр.в — только турбулентный режим. При Некр.н<Ке< екр.в наблюдается неустойчивое состояние потока. Таким образом, для определения характера режима в каждом отдельном случае необходимо вычислить по формуле (53) или (54) число Рейнольдса и сопоставить его с критическими значениями Ке. [c.83]

Границы существования того или иного режима движения жидкости определяются двумя критическими значениями числа Рейнольдса нижним Некр. н и верхним КСкр. в- Значения скорости, соответствующие этим значениям числа Рейнольдса, также называют критическими. При Не<Кекр. н возможен только ламинарный режим, а при НеЖвкр. в — только турбулентный при Нбкр. н<Ке<Кекр. в наблюдается неустойчивое состояние потока. Таким образом, для определения характера режима движения жидкости необходимо в каждом отдельном случае вычислить по формуле (4.2) число Рейнольдса и сопоставить результат с критическими значениями. [c.99]

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]

При малых значениях числа Рейнольдса силы инерции малы по сравнению с силами вязкости, в этом случае устанавливается ламинарный режим течения. Если силы инерции велики (или малы силы вязкости), то ламинарный режим течения становится неустойчивым и переходит в турбулентный режим, для которого характерны большие числа Рейнольдса. Существует, очевидно, некоторое критическое число Рейнольдса Кекр, которое устанавливает границу между ламинарным и турбулентным режимом движения жидкости если Ке< <Рекр, то имеет место ламинарный режим течения, если КеЖбкр — турбулентный. Критическое числе Рейнольдса для различных процессов определяется по-разному и имеет различные числовые значения. [c.235]

Кроме конфигурации граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости па величину и механизм, потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного ji турбулентного потоков различны турбулентные пулбсащш "Гпорождают добавочные касательные напряжения, которые вызывают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в п. 6.6. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил сугцествование критического значения числа Re =-- vdh, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса определять по формуле Re = vdiv (где а — средняя скорость потока d—диаметр трубы), то, как показали опыты О. Рейнольдса и других исследователей, при Re < Re p = = 2300 наблюдается устойчивый ламинарный режим, при Re > [c.140]

В настоящее время при практических расчетах обычно принято исходить только из одного критическо го значения числа Рейнольдса, принимаемого Re p = 2300, сбитая, что при Re < 2300 всегда имеет место ламинарный, а при Re > 2300 — всегда турбулентный режимы. При этом движение жидкости в неустойчивой зоне исключается из особого рассмотрения это приводит, как будет ясно из дальнейшего, к некоторому запасу и большей надежности в гидравлических расчетах в случае, если в этой зоне в действительности имеет место ламинарный режим. [c.109]

В настоящее время при расчетах принято исходить только из одного критического значения числа Рейнольдса — Квкр= = 2300. При Ке<2300 режим всегда считается ламинарным, а при Не>2300 — всегда турбулентным. При этом движение жидкости в неустойчивой зоне исключается из рассмотрения, что приводит к некоторому запасу и большей надежности в гидравлических расчетах. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...