Трубы с некруглым поперечным сечением

Исследования течения жидкости в трубах с некруглым поперечным сечением показали, что законы сопротивления как для ламинарного, так и для турбулентного режимов имеют такой же [c.354]

ТРУБЫ С НЕКРУГЛЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ [c.551]

Трубы с некруглым поперечным сечением [c.551]

Исследованием турбулентного течения в трубах с некруглым поперечным сечением занимались [c.551]

Рис. 20.12. Закон сопротивления для гладких труб с некруглым поперечным сечением. Кривая (I)-

В практических условиях, по крайней мере при больших числах Рейнольдса, трубы не могут рассматриваться как гидравлически гладкие. Шероховатость стенок труб приводит к тому, что сопротивление получается более высоким, чем это следует из формул, выведенных в предыдущем параграфе для гладких труб. В связи с этим понятно, что законы течения в шероховатых трубах имеют большое практическое значение и поэтому уже давно служили предметом многочисленных исследований. Однако попытки систематического исследования наталкивались на одну принципиальную трудность, связанную с большим многообразием геометрических форм шероховатости и, следовательно, с чрезвычайно большим числом параметров, определяющих шероховатость. В самом деле, пусть мы имеем стенку с совершенно одинаковыми элементами, образующими шероховатость очевидно, что сопротивление, оказываемое такой стенкой движению жидкости, зависит не только от формы и высоты элементов шероховатости, но также от плотности распределения шероховатостей, т. е. от числа элементов шероховатости, приходящихся на единицу площади, и, кроме того, от группировки этих элементов на поверхности. Вследствие этих обстоятельств потребовалось довольно значительное время, прежде чем удалось вывести ясные и простые законы течения в шероховатых трубах. Обзор многочисленных старых измерений дал Л. Хопф [ ]. Он установил, что все ранее выведенные законы сопротивления в шероховатых трубах и каналах могут быть разбиты на два типа. В законах первого типа сопротивление в точности пропорционально квадрату скорости, следовательно, коэффициент сопротивления Я не зависит от числа Рейнольдса. Такой тип закона сопротивления получается для сравнительно грубой и очень частой шероховатости, наблюдающейся, например, у цемента, необработанного железа, а также в искусственных условиях— при наклейке на стенки крупных зерен песка. В этом случае шероховатость стенки может быть охарактеризована посредством одного-единственного параметра, так называемой относительной шероховатости к/В, где к есть высота элементов шероховатости, а 7 — радиус трубы с круглым поперечным сечением или гидравлический радиус некруглого сечения. Из соображений о подобии можно заключить, что при такой шероховатости коэффициент сопротивления X зависит только от относительной шероховатости. Эту зависимость можно определить экспериментально, если одну и ту же шерохова- [c.554]

Турбулентное течение жидкости в каналах с некруглым поперечным сечением характеризуется рядом особенностей. Как показал эксперимент, в прямых трубах с сечением в виде прямоугольника или треугольника возможно появление вторичных потоков, тип которых представлен на рис. 36. [c.77]

В турбулентном потоке скорость резко изменяется в пределах вязкого подслоя (см. 52) и профиль скорости является более заполненным по сравнению с параболой Пуазейля для турбулентного течения в трубе средняя скорость Шо = 0,8шт, а для параболы Пуазейля Wo— = 0,5wm (см. также рнс. 14.9 и 15.2). На этом факте основано применение формул, используемых для коэффициента трения и теплоотдачи, для труб некруглого поперечного сечения, при этом вводят эквивалентный диаметр, определяемый формулой [c.388]

А. Теплоотдача в трубах некруглого поперечного сечения. Ъ настоящее время наиболее хорошо изучена теплоотдача в круглых трубах. Расчет теплоотдачи в трубах некруглого поперечного сечения часто сводят к определению той же величины в некоторой эквивалентной трубе круглого поперечного сечения с диаметром [c.217]

Наибольшее количество исследований по теплообмену в жидких металлах относится к теплообмену при течении в круглых трубах, между тем как для (практических целей наибольший интерес представляют данные о теплообмене в трубах некруглого поперечного сечения (прямоугольных, кольцевых) и в продольно омываемых пучках. Вопрос о влиянии геометрии поперечного сечения на теплообмен нельзя считать решенным для теплоносителей с числами Рг 1. [c.13]

Движение жидкостей в прямых трубах и каналах с постоянным поперечным сечением. Выведенный в 1 закон Гагена-Пуазейля, согласно которому падение давления увеличивается пропорционально скорости, применим только для скоростей, меньших критической (см. 4). Для скоростей, больших критической (т.е. для турбулентных движений), падение давления, как об этом уже было упомянуто в 4 более или менее точно пропорционально второй степени скорости. В этом случае касательное напряжение на стенке Тст (для некруглых поперечных сечений — среднее значение касательных напряжений на стенке) может быть принято равным [c.219]

Несколько иначе обстоит дело с изучением гидравлических сопротивлений труб некруглого сечения. А. М. Обухов (1942), исходя из условий локального подобия турбулентных процессов в различных точках потока жидкости, предложил общий прием определения масштаба турбулент-лости ( длины пути перемешивания ) для потоков с поперечным сечением, представляющим произвольную односвязную область. Использование этого приема позволяет рассчитывать распределение скоростей в потоках с любым поперечным сечением. Работа А. М. Обухова до недавнего времени оставалась незамеченной гидравликами, предлагавшими для разных форм сечения потока разные и логически менее обоснованные пути обобщения схемы Прандтля (таково, например, предложение В. Н. Гончарова, 1954). [c.715]

Боковую загрузку контейнеров применяют чаще в установках с трубами некруглого поперечного сечения (прямоугольными, овальными). Однако такие установки встречаются сравнительно редко. [c.65]

При омывании пучков труб некруглого сечения теплообмен определяется взаимодействием безотрывного и отрывного омываний по периметру отдельных трубок, структурой пограничного слоя и влиянием турбулентности. Указанные факторы связаны с геометрией поперечного сечения трубок и расположением их в пучке. Таким образом, теплообмен зависит от параметров [c.39]

На рис. 120 показан чертеж фасонной (некруглой) трубы. В разрыве главного изображения обычно показывают поперечное сечение с размерами даже при наличии стандарта на такие трубы. Это сечение с размерами необходимо на случай изготовления детали из обычной круглой трубы. [c.176]

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]

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]

В качестве определяющего линейного размера здесь принят внутренний диаметр трубы определяющая температура-средняя температура потока формула действительна при Ий > 50, Если течение происходит по каналам некруглого сечения, то в качестве определяющего линейного размера принимается эквивалентный диаметр, определяемый по уравнению с экв = 4//ы, где /—площадь поперечного сечения канала (живое сечение) и—полный смоченный периметр канала. [c.165]

По форме поперечного сечения транспортного трубопровода установки могут быть с трубами круглого и некруглого сечения. В отечественной практике наибольшее распространение получили установки с круглыми трубами. За рубежом широко применяют также установки с прямоугольными и овальными трубами. [c.9]

Основной задачей инженерного расчета является определение транспортных (технологических), аэродинамических и энергетических параметров установки или системы в целом, обеспечивающих наивыгоднейшие условия эксплуатации. Ниже изложена методика инженерного расчета внутризаводских установок пневмотранспорта штучных грузов (контейнеров или мелкоштучных изделий), разработанная на основе проведенных авторами исследований и систематизации расчетных данных других работ. Методика рекомендуется для расчета установок всасывающего и нагнетательного типа при рабочих давлениях (разрежениях) до 15 кПа с трубами диаметром 50—150 мм. Отдельные положения этой методики могут быть использованы с соответствующими корректировками для расчета установок при других условиях транспортирования (трубы повышенного диаметра, повышенные давления, некруглая форма поперечного сечения трубопровода). Методы расчета большегрузных контейнерных установок высокого давления, требующие учета газодинамических особенностей процесса движения воздуха, в данной работе не рассмотрены. [c.140]

В работе [131] приводится пример обработки трубы длиной 12 ООО мм с искривлением продольной оси до 30 мм и некруглостью в поперечном сечении 2 мм. Обработка такого отверстия выполнялась за 1 ч. Время на дальнейшую обработку и замену трубы составило 2 ч. По сравнению с пескоструйной обработкой, которая обычно применяется для таких труб, экономия времени составила 20 ч на одну трубу. При этом значительно сокращается время на контроль трубы. [c.319]

При установившемся ламинарном течени - в цилиндрической трубе с некруглым поперечным сечением (рис. 8-16) [c.203]

При установившемся ламинарном течении в цилиндрической трубе с некруглым поперечным сечением (рис. VIII.16) решение задачи оказывается более сложным, и мы дадим поэтому здесь только окончательные формулы определения расхода [c.203]

Формула (15.34) получается из соотношений (15.30) и выражений =пс1 1А и—пй для трубы с круглым поперечным сечением. Диаметр э можно использовать в качестве определяющего размера в формуле (15.33) или (15.31). Применение э для ламинарного режима не приводит к хооошим результатам, ибо профили скорости и температуры существенно зависят здесь от формы поперечного сечения (изменение щ и ( происходит на расстоянии около /2, а не Б тонком вязком подслое). В качестве трубы с некруглым поперечным сечением может рассматриваться, например, кольцевое сечение или канал в межтрубном пространстве при продольном обтекании трубных пучков. [c.388]

Разновидностью труб с некруглым поперечным сечением являются витые трубы (рис. 1.30), образованные сплющиванием и закруткой круглых труб. Оптимальный шаг спирали при продольном омывании оказался равным /i/( =6-f-12. При продольном омывании за счет вихревого винтообразного движения происходит заметная интенсификация теплообмена как внутри винтовых труб, так и снаружи. Применение таких труб позволяет на 25—50 % снизить массу и объем аппарата при том же теплосъеме и тех же затратах энергии на прокачку теплоносителя. Изготовление таких труб происходит путем протягивания круглых труб через фильеру. Теплообмен и гидравлическое сопротивление в межтрубном пространстве при продольном омывании определяются по следующим формулам 51] [c.42]

Новые измерения в криволинейных трубах выполнены Г. Г. Камингом V]. Тщательными измерениями коэффициентов потерь при турбулентном течении, а также теоретическими расчетами занимался Р. В. Детра [ ]. Он исследовал криволинейные трубы не только с круглым, но и с некруглым поперечным сечением. Выяснилось, между прочим, что в трубах с эллиптическим поперечным сечением коэффициент потерь в том случае, когда большая ось эллипса лежит в плоскости кривизны, значительно больше, чем т огда, когда эта ось перпендикулярна к указанной плоскости. [c.566]

Расчеты теплообмена и сопротивления при установившемся течении между параллельными пластинами, проведенные автором по методу Дайсслера, привели к тем же значениям коэффициента трения, что и при соответствующих условиях в круглой трубе. Однако расчетные числа Нуссельта для канала между параллел ,-ными пластинами существенно отличаются от данных для круглой трубы. Из этого можно сделать вывод, что при ламинарном течении газов с переменными свойствами форма поперечного сечения существенно влияет на теплоотдачу, тогда как данные о коэффициентах трения круглых труб можно использовать для гидравлического расчета каналов некруглого поперечного сечения. [c.314]

Устройство работает следующим образом труба вводится в кольцевые выточки оправки и ролика и прикрепляется к оправке цанговым механизмом 5. Посредством водила, вставленного своим хвостовиком в отверстие ведомой шестерни станка, орравка приводится во вращение. Изгибаемая труба увлекает ролик, который, вращаясь вокруг опорной оси, перемещается вдоль нее по мере навивки трубы. В конце процесса навивки ролик выходит из зацепления с трубой. Вынимается втулка, откидывается серьга, освобождается хвостовик цангового механизма, и змеевик свободно свинчивается с оправки. Точность размеров змеевика по высоте обеспечивается шагом навивки, который рассчитан с учетом пружи-нения, а некруглость поперечного сечения трубы предотвращается формой ручья, образуемого кольцевыми выточками оправки и ролика. [c.107]

Предположим, что рассматривается стационарное прямолинейное течение в длинной трубе с поперечным сечением некруглой формы, например в трубе с эллиптическим сечением. Если повторить для этого случая проведенный в гл. 5 анализ течения Пуазей-ля, окажется, что не существует контролируемых прямолинейных течений. Распределение if по сечению трубы будет не однородным ло координате 9 эллиптической системы координат. Это свидетельствует о существовании нулевого распределения скорости в плоскости поперечного сечения трубы. Тем не менее желательно предположить (для задач определенного типа), что это вторичное течение не слишком существенно например, не следует ожидать его большого влияния на величину /, описывающую падение давления на единицу длины трубы. [c.272]

С помощью уравнения подобия можно определить число Нуссель-та и, следовательно, соответствующие значения коэффициента теплоотдачи. При решении уравнений подобия важную роль играют понятия определяющей температуры и определяющего геометрического размера. Определяющей температурой называется температура, которой соответствуют значения физических параметров сэеды, входящих в числа подобия определянщим размером — характерный линейный размер /, определяющий развитие процесса. Например, для труб круглого сечения определяющим линейным размером является диаметр для каналов некруглого сечения — эквивалентный диаметр = 4Г/Р, где Р — площадь поперечного сечения канала, а Р — смоченный периметр сечения. [c.161]

Для каналов некруглого сечения с(эк=4//ц, где f —площадь поперечного сечения канала (м ) и — смоченный периметр. При наличии перед входом в канал успокоительного участка Лнач = 0 при отсутствии успокоительного участка и равномерном распределении скоростей на входе поправку Хнач можно принять равной 1,16 для ируглой трубы и 0,63 для плоского канала. [c.216]

Когда число Прандтля жидкости превышает примерно 0,5, основное термическое Лпротивление сосредоточено в пристеночном слое, а в остальной части течения профиль температуры почти плоский. Если температура стенки трубы одинакова по периметру, то следует ожидать, что коэффициент теплоотдачи практически не должен зависеть от формы поперечного сечения трубы. Иными словами, расчетные соотношения, полученные для круглых труб, можно использовать для труб с любой другой формой поперечного сечения. Остается, однако, задача определения характерного размера некруглой трубы, эквивалентного диаметру круглой трубы. [c.221]

Как видим, число Рейнольдса пропорционально отношению массового расхода жидкости через трубу к периметру трубы. Если термическое сопротивление сосредоточено вблизи стенки трубы, то отношение mjp, несомненно, сильнее влияет на теплообмен, чем форма трубы или ее диаметр. Поэтому в решениях для круглой трубы можно заменить диаметр D на AAJp. А так как последняя величина определяется однозначно для труб с любой формой поперечного сечения, то все решения, полученные для круглой трубы, должны оставаться справедливыми и для некруглых труб. Напомним, что AAJp представляет собой гидравлический диаметр, или учетверенный гидравлический радиус [c.222]

S поперечного сечения потока к смоченному периметру X, т. е. периметру части русла, находящейся под уровнем жидкости R=Slx. Г. р. служит обобщённой характеристикой размера сечения трубы некруглой формы или открытого русла. Для круглой трубы диаметром d Г. р. R dli, для прямоугольного открытого канала большой ширины он равен глубине воды, т. е. R=h для трапецеидальных каналов величина Г. р. изменяется от Л = А/2 в глубоких и узких каналах до в широких и мелких для течения между параллельными стенками с расстоянием Ь между ними R=b/2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР — резкое повышение дав-ЛСШ1Я в трубопроводе с движущейся жидкостью, возникающее при быстром перекрытии запорных устройств, к-рос распространяется по трубопроводу в виде упругой волны со скоростью а. Г. у. может вызвать разрыв стенок труб и повреждение арматуры трубопровода. Основы теории F. у. дал Н. Е. Жуковский (18У8). [c.460]

Экспериментальный анализ напряженного состояния гибов показал, что распределение напряжений по сечению гиба резко отличается от распределения напряжений по сечению прямой трубы (рис. 9.2) [19J. Наибольшие растягивающие напряжения в гибах наблюдаются на внутренней поверхности в области нейтральных волокон металла и на наружной в области растянутых волокон. С увеличением отклонений формы поперечного сечения гибов от круглой напряжения возрастают. При этом возрастание напряжений связано не только с некруглостью формы трубы (с овальностью), но и с местным увеличением радиуса кривизны (уплощением). Местный радиус кривизны гиба учесть затруднительно, однако разработан целый ряд методов, позволяющих оценивать местный радиус кривизны и, как следствие этого, локальные напряжения. Нормативно-технологической документацией такие измерения не предусматриваются и пока применяются только в исследовательских работах. [c.247]

Опубликованы также результаты соответствующих экспериментальных исследований (некруглые трубы Л. И. Кудряшев и А. С. Фрейдин, 1959 пучок стержней В. И. Субботин идр., 1960 каналы прямоугольного сечения С. С. Золотов, 1966). Проведенные исследования, в частности, показали, что используемое в практических расчетах каналов сложного сечения понятие эквивалентного диаметра э = 4 /П, где Р — площадь поперечного сечения и П — смоченный периметр т анала, дает удовлетворительный результат далеко не во всех случаях. Приближенная качественная оценка возможности использования эквивалентного диаметра при оценке гидравлического сопротивления каналов сложного сечения дана К. Д. Воскресенским (1961). Из этих оценок становится ясным, почему использование понятия эквивалентного диаметра не дает удовлетвори- [c.794]

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]

Каналы с поперечным сечением некруглой формы (эллипс, квадрат, треугольник) все чаш,е и чаще встречаются в последнее время в технике [32, 166, 126, 171. Особо сложный характер течения в подобных каналах у неньютоновских жидкостей. Многие ненью тоновские жидкости обладают эластичными свойствами при деформациях. Это может не влиять на эпюру скоростей при движении в трубах кругового поперечного сечения, но сказываться на характере течения в рассматриваемых типах труб. Обычно считают, что нормальные напряжения, создаваемые в вязкоупругих жидкостях, способствуют появлению вторичных течений даже при ламинарном режиме движения. При таких течениях, например в призматическом канале с прямоугольньш сечением, траектории частиц могут быть спиральными, если вторичный поток направлен внутрь диагоналей, соединяющих противоположные углы, а наружный вдоль центральных линий, перпендикулярных к поверхностям. Наблюдать визуально такие потоки весьма сложно, чем и объясняется отсутствие полного физического представления о них. [c.91]

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]

ШИ относительных перемещений точек при деформации можно пренебречь. Остальные гипотезы, к-рыми пользуется С. м., здесь устранены первоначально в развитии теории упругости они или подтверждаются вполне, или частью, с известным приближением, или отвергаются в связи с анализом отдельных деформаций. Элементарные теории растяжения, кручения круглых брусков, чистого изгиба вполне согласуются с теорией упругости. Изгиб в присутствии срезывающих сил, как оказывается, подчиняется закону прямой линии гипотеза Навье), но не закону плоскости (гипотеза Бернулли). Касательные напряжения при изгибе распределяются по закону параболы, но только в тех сечениях, которые имеют незначительную толщину при большой высоте (узкие прямоугольники). В других сечениях закон распределения касательных напряжений совершенно иной. Для балок переменного сечения, к к-рым в элементарной теории прилагают закон прямой линии и параболы, теория -упругости дает другие решения в этих решениях значения напряжений и деформаций гораздо выше, чем по элементарной теории следует. Общепринятый способ расчета пластин по Баху как обыкновенных балок не оправдывается теорией упругости. Ф-лы С. м. для кручения некруглых стержней не соответствуют таковым в теории упругости. Теория изгиба кривых стержней решительно не совпадает с элементарной теорией Баха-Баумана, но результаты расчета по строгой теории и на основании гипотезы плоских сечений достаточно близки. Поставлена и разрешена для ряда случаев задача о распределении местных напряжений (в местах приложения нагрузки или изменения сечения), к-рая совершенно недоступна теории С. м. Вопрос об устойчивости деформированного состояния, элементарную форму которого представляет в С.м. продольный изгиб, получил в теории упругости общее решение Бриана (Bryan), Тимошенко и Динника. Помимо многочисленных форм устойчивости стержня, сжатого сосредоточенной силой, изучены также явления устойчивости стержней переменного сечения под действием равномерно распределенных сил и другие явления устойчивости балок при изгибе, равномерно сжатой трубы, кольца, оболочек, длинного стержня при скручивании и пр. Теория упругого удара— долевого, поперечного—занимает большое место в теории упругости и включает все большее и большее чис-чо технически важных случаев. Теория колебаний получила настолько прочное положение в теории упругости и в практи-тсе, что методы расчета на ко.чебания проникают область С. м., конечно в элементарном виде. Изучены распространение волны в неограниченной упругой среде (решение Пуассона и Кирхгофа), движение волны по поверхности изотропной среды (решение Релея), волны в всесторонне ограниченных упругих системах с одной, конечно многими и бесконечно многими степенями свободы. В связи с этим находятся решения, относящиеся к колебаниям струн, мембран и оболочек, различной формы стержней, пружин и пластин. [c.208]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...