Режимы движения жидкости и потери напора Режимы движения жидкости

Описанный метод построения гидравлических характеристик трубопроводов применим и для ламинарного режима движения жидкости, но в этом случае между расходом и потерями напора существует линейная зависимость Я=sQ и характеристики трубопроводов — прямые линии [c.60]

Из предыдущего изложения следует, что потери энергии (напора) в гладких и в шероховатых трубах при ламинарном режиме движения жидкости пропорциональны первой степени скорости, а в случае турбулентного режима — квадрату скорости. При этом квадратичный закон сопротивлений для шероховатых труб справедлив только для вполне турбулентного режима, под которым понимается движение при полном разрушении ламинарного подслоя. [c.149]

Из этой формулы следует, что потери напора на трение при ламинарном режиме пропорциональны средней скорости движения и не зависят от состояния внутренней поверхности стенок трубы, так как характеристика состояния стенок в формулу (4.25) не входит. Это можно объяснить тем, что жидкость прилипает к стенкам, в результате чего происходит трение жидкости о жидкость, а не жидкости о стенку. Исследования Н. 3. Френкеля, А. П. Варфоломеевой и др. свидетельствуют о том, что при очень значительных шероховатостях потери при ламинарном движении могут возрастать по сравнению с формулой (4.25). [c.162]

РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПОТЕРИ НАПОРА [c.81]

В настоящей главе рассматриваются режимы движения жидкости и расчетные приемы для определения потерь напора, или потерь удельной энергии при движении реальной (вязкой) жидкости. [c.91]

Потери напора при турбулентном рзз<име движения жидкости в круглой трубе. При турбулентном режиме движения жидкости в трубах эпюра распределения скоростей имеет вид, показанный на рис. 17. В тонком пристенном слое толщиной 6 жидкость течет в ламинарном режиме. Этот слой называют ламинарным. Все остальные слои движутся в турбулентном режиме и составляют турбулентное ядро. Таким образом, строго говоря, турбулентного движения в чистом виде не существует. Оно сопровождается ламинарным движением у стенок, хотя слой жидкости толщиной 5 с ламинарным режимом весьма мал по сравнению с турбулентным ядром. [c.29]

Глава III РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ И ПОТЕРИ НАПОРА [c.80]

Глава III. Режимы движения жидкости и потери напора [c.82]

ГЛАВА Ш. РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ и ПОТЕРИ НАПОРА [c.86]

Внезапное изменение гидравлического режима движения жидкости, сопровождаемое изменением скорости по величине и направлению, вызывает перераспределение скоростей по живому сечению, возникновение водоворотов, усиление беспорядочного движения, образование противотоков и завихрений. К этим явлениям приводят местные гидравлические сопротивления движению жидкости (резкие повороты, внезапные сужения и расширения, смена диаметров труб и т. п.), на преодоление которых затрачивается часть энергии потока, т. е. наблюдается местная потеря напора. Ее величина, определяемая характером и количеством местных сопротивлений, может достичь значительных размеров, которыми уже нельзя пренебрегать при гидравлическом расчете труб. В результате исследования местных потерь Борда и Беланже установили, что в турбулентном потоке местные потери напора пропорциональны квадрату скорости в сечении за местным сопротивлением, а именно [c.47]

Найдем общее выражение для потерь напора на трение при равномерном движении жидкости в трубах, справедливое как для ламинарного, так и для турбулентного режимов. [c.156]

Из уравнения (5.20) следует, что при ламинарном режиме движения потери напора прямо пропорциональны скорости в первой степени (т. е. имеет место линейный закон сопротивления), кинематической вязкости и не зависят от шероховатости труб. Впервые зависимость расхода и потерь напора от вязкости жидкости была использована выдающимся русским ученым и инженером В. Г. Шуховым при расчете и строительстве мазутопровода, в котором для снижения вязкости перекачиваемого мазута был применен его предварительный подогрев отработанным паром. [c.71]

Возникающие в пограничном слое вихри проникают в центральную часть потока, составляющую турбулентное ядро течения, где происходит непрерывное и интенсивное перемещение отдельных частиц жидкости. Это вызывает образование дополнительных потерь напора, которые сопровождаются гашением кинетической энергии турбулентности, заключенной в вихрях. Следовательно, при турбулентном режиме движения жидкости в отличие от ламинарного режима кроме напряжения сил трения, обусловленных физическими свойствами жидкости, возникают еще д чол-нительные напряжения, вызываемые турбулентностью потоки. [c.45]

Выше отмечалось, что потери напора по длине потока как при турбулентном, так и при ламинарном режиме движения жидкости определяют по формуле Дарси—Вейсбаха. При этом структура формулы остается неизменной, но коэффициент X для турбулентного режима в общем случае зависит от числа Рейнольдса и шероховатости русла. [c.46]

Более поздние исследования показали, что на потерю напора оказывает существенное влияние ряд факторов (характер режима, вязкость жидкости, материал и состояние стенок, форма сечения), не учитываемых в явном виде формулами Шези и Дарси— Вейсбаха. Эти исследования показали также, что в действительности квадратичный закон сопротивления подтверждается далеко не во всех случаях движения жидкости. Как показывает опыт, касательное напряжение пропорционально квадрату скорости в случае турбулентного режима только при достаточно больших числах Рейнольдса, [c.137]

Если при этом движение жидкости в трубопроводе происходит при турбулентном режиме в области гидравлически гладких труб и потери напора подсчитываются по формуле Блазиуса (4.54), то m = 1,75 и [c.249]

Закон Дарси часто называют законом ламинарной фильтрации, так как согласно этому закону расход и скорость фильтрации линейно зависят от потери напора, что является первым признаком ламинарного режима и уже отмечалось ранее при рассмотрении движения жидкости в трубопроводах. В большинстве случаев движение жидкости в пористых телах действительно происходит с весьма малыми скоростями, а сечения отдельных пор грунта также весьма малы, что делает возможным уподобить фильтрацию ламинарному движению в тонких неправильной формы капиллярных трубках. Поэтому закон Дарси, хорошо согласующийся с действительностью, является основным законом фильтрации и обычно используется при решении различного рода практических задач в этой области. [c.276]

Найдем общее выражение для потерь напора на трение при равномерном движении жидкости в трубах, справедливое как для ламинарного, так и для турбулентного режимов. При равномерном движении средняя скорость и распределение скоростей по сечению должны оставаться неизменными по длине трубопровода, поэтому равномерное движение возможно лишь в трубах постоянного сечения, так как в противном случае при заданном расходе будет изменяться средняя скорость в соответствии с уравнением [c.156]

Уравнение (4.11) представляет собой общее выражение для потерь напора при равномерном движении жидкости в трубопроводах круглого сечения. Это уравнение в одинаковой мере применимо как к ламинарному, так и к турбулентному режиму. Кроме того, уравнение (4.11) можно представить в виде [c.158]

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]

Основная трудность точного определения потери напора заключается в правильной оценке коэффициента гидравлического сопротивления X. Для X установлена зависимость от двух основных факторов, а именно от режима движения жидкости и от состояния (шероховатости) стенки трубопровода. Ниже приводятся расчетные формулы и рекомендации для определения коэффициента гидравлического сопротивления трения для различных труб. [c.217]

Потери энергии (напора), входящие в уравнение Д. Бернулли, являются следствием того, что на движение жидкости влияют гидравлические сопротивления, которые зависят от режима движения жидкости, формы живого сечения и его [c.29]

Следует заметить, что потери напора и по длине и в местных гидравлических сопротивлениях существенным образом зависят от так называемого режима движения жидкости, [c.26]

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]

Экспериментально подтверждается, что при турбулентном режиме движения потери напора по длине зависят от состояния стенок, ограничивающих поток. Если пропускать по трубе жидкость с различными скоростями, начиная с ламинарного режима и постепенно переходя к турбулентному, и одновременно измерять потери напора, то можно получить график зависимости потерь напора от скорости /гтр=/(у) (рис. У.б)., График показывает, что [c.86]

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]

В области турбулентного режима движения жидкости (линия DEF) зависимость между скоростью и потерями напора приводится к такому соотношению [c.105]

Для гидравлически гладких труб показатель степени п примерно равен 1,75 (tg 2 1,75) в области доквадратичного сопротивления п переменное и изменяется в пределах от 1,75 до 2,0 в области квадратичного сойротивления п = 2,0 (tg ад = 2). Поэтому в гидравлике для турбулентного режима движения жидкости при больших числах Рейнольдса принята квадратичная зависимость между средней скоростью движения и потерями напора [c.106]

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что разработанная теоретическая модель движения вскипающей жидкости в протяженных трубопроводах при условии реализации критического режима течения на выходе из трубопровода может стать базовой для расчета расхода и потерь на трение при давижении вскипающей жидкости в трубах. При этом основное влияние на расход и потери давления на трение при гомогенном течении оказывают сжимаемость среды в форме числа Маха и физические параметры среды в форме коэффициента Грю-найзена. Другие факторы (как, например, вязкость, скольжение фаз) в исследованном диапазоне параметров являются величинами второго порядка малости. Разумеется, в реальных условиях необходимо учитывать влияние местных сопротивлений, нивелирных напоров по длине трассы и теплообмена с окружающей средой. Учет всех этих факторов предусмотрен разработанной расчетной моделью, однако возможность ее использования в качестве РТМ при проектировании магистральных трубопроводов в схемах АТЭЦ (ТЭЦ) и A T требует ее тщательной проверки путем проведения крупномасштабных модельных или натурных испытаний, особенно при высоких параметрах теплоносителя. [c.135]

Справедливость формулы Паузейля хорошо подтверждается многочисленными опытами, проводившимися с целью изучения движения различных жидкостей в трубах разных диаметров при ламинарном режиме. Из ее рассмотрения следует, что коэффициент Я (следовательно, и потери напора) при ламинарном режиме не зависит от состояния внутренней поверхности стенок труб, характеризуемого их шероховатостью. По-види-мому, это объясняется наличием у стенок пристенного прилипшего слоя жидкости, по которому скользит жидкость, движущаяся в трубе. [c.132]

Чем больше силы трения в реальной жидкости, тем больше, при равных прочих условиях, потери напора hj-. Между силами трения и потерями напора hf (т. е. работой сил трения) существует, естественно, определенная зависимость. Зная распределение в потоке напряжений х, а также скоростей и (дающих нам величину перемещений частиц жидкости), мы могли бы подсчитать работу сил трения и тем самым определить потери напора. Однако такая задача является весьма трудной, в частности, в связи с тем, что поле скоростей и нам часто бывает неизвестным. Здесь приходится идти особыми приближенными путями, освещаемыми ниже. При этом, рассматривая вначале простейший случай движения жидкости — установившееся равномерное движение (местные потери отсутствуют) — мы пользуемся особым уравнением, которое дает связь только между силами трения и потерями напора. Это достаточно точное уравнение принято называть основным уравнением установившегося равномерного движения жидкости (см. 4-2). На основании этого уравнения, а также на основании законов Ньютона о силах внутреннего трения (см. 4-3), мы далее и устанавливаем необходимую нам зависимость, связывающую потери напора и скорости движения жидкости. Этот вопрос достаточно хорошо решается теоретически для простейших случаев ламинарного движения (см. 4-4 и 4-5). В случае турбулентного режима приходится прибегать к использованию некоторых экспериментальных коэффищ1ентов, вводимых в теоретический анализ. [c.130]

Для выяснения причин неравенства статического и динамического расходов рассмотрим распределение напоров в рабочей полости ГДТ на установившихся и переходных режимах работы (рис. 21). При разгоне турбинного колеса инерционный напор Н /отн, создаваемый жидкостью при тормо кении потока в относительном движении, превышает напор Я, ер, создаваемый при разгоне в переносном движении массы жидкости, заключенной в турбинном колесе. Суммарный инерционный напор Hj, таким образом, отрицателен, что можно рассматривать как увеличение напора насосного колеса [см. формулу (24)], ведущее, в свою очередь, к возрастанию расхода в рабочей полости по сравнению с установившимся режимом. По мере разгона инерционные напоры уменьшаются, что является причиной постепенного сближения кривых Q(t) динамического и статического расходов к концу переходного процесса. Увеличение расхода при разгоне ведет только к возрастанию потерь в рабочей полости (рис. 22 и в развернутом виде рис. 23). Динамические напоры как насосного, так и турбинного колес при этом меньше статических. Это объясняется тем, что инерционные составляющие напоров Я1д и Нал, при разгоне турбинного колеса отрицательны, в результате кривые КПД y = H2lHi при установившемся и переходном режимах близки друг к другу. Наибольшая разница между т)д и т) не превышает 2% и находится в пределах точности эксперимента. Расчет по предложенной методике в данном случае дает значения т)д, отличающиеся от т] не более чем на 1,4%. Здесь необходимо отметить, что при торможении турбинного колеса эта разница достигает 5%, хотя максимальные ускорения турбинного колеса составляли при разгоне — 570 с- , при [c.40]

При ламинарном режиме движения на местные 0,5 потери напора оказывает влияние не только характер местного сопротивления, но и вязкость жидкости. В этом случае ко- зффициент местного сопротивления выражается через число Рейнольдса [c.107]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...