Режимы движения жидкостей в каналах

Различные режимы движения жидкостей в каналах характеризуются соотношением сил инерции и вязкости. [c.177]

Режимы движения жидкостей в каналах. Режим движения жидкостей в каналах определяется соотношением сил инерции и вязкости или числом Рейнольдса [уравнение (П1.3)], которое для открытых русел может быть определено по формуле [c.179]

Коэффициент а определяется опытным путем на основании специальных измерений скоростей в различных точках исследуемого потока жидкости. Для установившегося плавно изменяющегося движения в каналах и трубах при турбулентном режиме дви-л<ения среднее значение коэффициента неравномерности принимается равным а 1,05- - 1,10. В условиях ламинарного режима движения жидкости в круглоцилиндрической трубе этот коэффициент составляет величину а = 2,0- [c.126]

Рис. 18. Распределение скоростей при различных режимах движения жидкости в круглом канале

В разделе даны новые сведения по расчету теплообмена при пузырьковом и переходном режимах кипения в большом объеме и при вынужденном движении жидкости в каналах. Включена новая информация о методах расчета критической плотности теплового потока при кипении в условиях низких давлений, а также о расчете теплообмена при течении жидких металлов в магнитном поле. Существенно переработан материал по гидродинамической аналогии теплообмена (аналогия Рейнольдса), в которую включено новое расчетное соотношение, существенно расширяющее диапазон чисел Прандтля, в котором эта аналогия может с успехом применяться. [c.8]

Оценочным показателем режима движения жидкости в поровом канале, по аналогии с движением в трубах, является число Рейнольдса [c.70]

Дальнейшее развитие гидравлики связано с именами русских ученых — М. В. Ломоносова, Д. Бернулли и Л. Эйлера, установивших основные законы гидродинамики. Инженерное применение теоретических основ гидродинамики получило отражение в работах таких ученых, как А. Шези (движение жидкости в каналах и трубах), Д. Вентури (истечение из отверстий), Дарси (напорное движение воды в трубах), О. Рейнольдс (режимы движения жидкостей в трубах) и др. [c.4]

Энергия может передаваться жидкости, движущейся по каналу, не только продольным вихрем, но и вихрями, возникающими за входной частью кромки лопаток. На рис. 9 изображен параллелограмм скоростей на входе в колесо на режиме, близком к оптимальному. Угол атаки на входе велик, поэтому здесь поток отрывается от лопатки и образуется вихрь, ось которого параллельна входной кромке лопатки (поперечный вихрь). Эти вихри время от времени отрываются и уносятся потоком. Если вихрь будет унесен внутрь рабочего колеса, то никакой дополнительной передачи энергии он не даст. Если же вихрь будет унесен потоком непосредственно в канал, то, имея скорость, большую скорости жидкости в канале, он частично передает свое количество движения жидкости в канале. [c.14]

На практике в большинстве случаев (движение воды в трубах, каналах, реках) приходится иметь дело с турбулентным режимом. Ламинарный режим встречается значительно реже. Он наблюдается, например, при движении в трубах очень вязких жидкостей, что иногда имеет место в нефтепроводах, при движении жидкостей в очень узких (капиллярных) трубках и в порах естественных грунтов (нефти -- в нефтеносных и воды — в водоносных пластах). [c.110]

Турбулентное движение жидкости в трубах и каналах уже давно стало предметом многочисленных исследований, так как в больщинстве случаев жидкости движутся в условиях турбулентного режима. Несмотря на это, до сих пор еще не создано достаточно удовлетворительной теории турбулентного движения, которая непосредственно вытекала бы из основных уравнений гидродинамики и полностью подтверждалась опытом (как для случая ламинарного движения). Это объясняется сложностью структуры турбулентного потока, внутренний механизм которого до сих пор еще полностью не исследован. [c.168]

Теплоотдача при движении жидкости в трубах и каналах при ламинарном и переходном режимах [c.338]

Задачей подводящих каналов является обеспечение начального состояния потока при входе в лопастное колесо 1) осесимметричного с возможно более равномерным распределением скоростей по всему сечению потока, необходимого для создания установившегося относительного движения жидкости в области лопастного колеса 2) нулевого значения начального момента скорости, которое служит основой расчёта напора лопастного колеса, и 3) изменения величины скорости от значений во всасывающем трубопроводе до величины при входе в колесо. Кроме того, при исполнении подводящих каналов следует учитывать условия работы, возникающие при режимах, отличных от нормального, во время которых возможно возникновение противотоков и образование осевого вихря, вредно отражающегося на распределении давления в подводящем канале. [c.357]

Ламинарный и турбулентный режимы течения наблюдаются при движении жидкости в трубах, каналах, в пограничных слоях при внутреннем и внешнем обтекании различных тел, [c.82]

При ламинарном режиме течения жидкости в кольцевом канале между колоннами труб для получения ориентировочной величины К также приходится пользоваться формулой (50). Движение жидкости в подъемных трубах круглого и кольцевого сечений из нефтяных скважин совершенно не изучено. Условия движения жидкости в этих трубах бывают чрезвычайно разнообразны и могут изменяться во времени. Во всех случаях работы погружных агрегатов в нефтяных скважинах на поверхность по кольцевому трубопроводу поднимается нефть в смеси со свободным газом, причем содержание в смеси свободного газа по мере подъема жидкости к устью скважины увеличивается за счет выделения из нефти растворенного в ней газа. [c.123]

Основные закономерности процессов фильтрования. Вследствие малого диаметра поровых каналов в фильтрующих перегородках и слое осадка фильтрование обычно происходит при режиме ламинарного течения и очень редко - при переходном и турбулентном режимах. Число Рейнольдса при движении жидкости в пористой среде можно определить по формуле Павловского [c.218]

Еще Д. И. Менделеев, заметил, что жидкости, двигаясь в трубах и каналах, в одних случаях сохраняют стройное движение своих частиц, в других — перемещаются бессистемно. Исчерпывающие опыты по изучению режимов движения жидкости были проведены Рейнольдсом в 1883 г. [c.26]

Быстрое развитие техники в XIX в, способствовало накоплению экспериментального материала. Интенсивное развитие получила гидравлика и в особенности экспериментальное исследование движения воды и других вязких жидкостей в трубах и каналах. В связи с этим следует остановиться на работах двух крупнейших ученых — Ж. Пуазейля и О. Рейнольдса, проводивших обстоятельные исследования по движению жидкости в трубах малого диаметра. С их именами связано открытие двух режимов движения вязкой жидкости в трубах и каналах — ламинарного и турбулентного. Работы Рейнольдса являются началом создания теории турбулентного движения, получившей ныне большое развитие и огромное применение в аэродинамике, гидравлике и метеорологии. [c.11]

Движение жидкости в трубах и каналах с гладкими стенками при турбулентном режиме имеет примерно одинаковую закономерность. [c.188]

Закон распределения скоростей по живому сечению такого потока весьма сложен и зависит от режима движения и формы поперечного сечения русла. Обычно течение жидкости в открытых руслах имеет турбулентный характер. Многочисленные измерения в реках и каналах показывают, что максимальная скорость потока находится не на поверхности, а на глубине, равной (0,2-т-н-0,3) к от свободной поверхности, а средняя скорость потока соответствует величине скорости на глубине, приблизительно равной 0,6/г, причем гг о (0,9н-0,95) а (0,75н-0,8) н ах- На [c.110]

Коэффициент а определяется опытным путем на основании специальных измерений скоростей в различных точках исследуемого потока жидкости. Для установившегося плавно изменяющегося движения в каналах и трубах при турбулентном режиме движения среднее значение коэффициента кинетической энергии принимается равным а 1,051,10. [c.88]

В 3 и 6 были рассмотрены идеальные процессы. На практике при движении жидкостей или газов в каналах проявляется влияние свойства вязкости и внешних по отношению к потоку сил трения на стенках канала. Это влияние сильно возрастает для длинных каналов, в связи с этим характерно стремление делать короткие сопла. С другой стороны, при очень коротких соплах сильно нарушается равномерность распределения скоростей, возникают резко выраженные неравномерные пространственные движения с возможными отрывами потока от стенок и появлением карманов с противотоками. Не только основные размеры и соответствующий градиент давления, но и форма контуров канала оказывают большое влияние на распределение скоростей внутри канала. Необходимо также учитывать шероховатость стенок канала и в некоторых случаях тепловые потоки сквозь их стенки (например, в соплах ракетных двигателей движущийся газ имеет температуру порядка 3000° К). В сверхзвуковых потоках основным источником потерь и неравномерностей могут являться скачки уплотнения. Внутри сопла такие скачки могут образовываться в зависимости от некоторых геометрических свойств контура канала и независимо от формы канала на нерасчетных режимах истечения (см. 6). В связи с этим в значениях средних по сечению характеристик потока в сопле могут наблюдаться отклонения от значений, рассчитанных но идеальной теории, изложенной в 3 и 6. [c.93]

Уравнения переноса массы и тепла при ламинарном и турбулентном течениях однофазных или двухфазных теплоносителей в каналах выводятся из основных законов физики сохранения массы, сохранения энергии, вязкого трения Ньютона, теплопроводности Фурье. Здесь и далее не будут затрагиваться вопросы переноса в жидкостях, законы трения в которых не подчиняются закону Ньютона (т = (Г ди ду). Уравнения неразрывности, движения и переноса тепла с учетом зависимости свойств от параметров теплоносителя образуют систему, представляющую основу для расчета полей скорости и температуры. Эта система является замкнутой для ламинарного режима течения. Для турбулентных режимов течения приходится прибегать к гипотезам или построению полуэмпирических моделей, позволяющих замкнуть систему уравнений. Для течений двухфазного потока, особенно в условиях кипения или конденсации, эмпирический подход до настоящего времени преобладает. [c.9]

В области противодавлений, больших критического, давление в горле регулярно совпадало с противодавлением и вплоть до выходного среза давление в канале не изменялось (кривая 1), т. е. в этом интервале противодавлений расходящийся участок канала при движении в нем испаряющейся жидкости не работал в режиме диффузора, как это имело место при течении однородной среды. [c.191]

В том случае, когда поверхность жидкостной пленки гладкая, гидравлическое сопротивление при течении двухфазного потока практически не зависит от состояния поверхности стенки (шероховатости) рабочего канала, так как основная доля диссипативных потерь энергии происходит на границе между паровым ядром и поверхностью жидкости. Этот режим движения, по-видимому, и имел место в [6], где было показано, что в определенных условиях гидравлическое сопротивление при движении двухфазного потока в каналах с гладкой и шероховатой (А=0.6 мм) поверхностью одинаково. Иную роль может играть шероховатость в тех случаях, когда по поверхности жидкой пленки распространяются волны. В этих условиях бугорки шероховатости могут играть роль своеобразных волноломов , затрудняя течение жидкой пленки и препятствуя образованию волн на ее поверхности. Таким образом, при этом режиме движения двухфазного потока увеличение относительной шероховатости стенок канал может снижать гидравлическое сопротивление. Эти соображения подтверждаются опытными данными, полученными в настоящей работе. При р=80 и 50 ата сопротивление шероховатой трубы приближается к гладкой, а при р=20 ата становится даже существенно ниже гладкой трубы. [c.127]

В результате проведенного анализа упрощенной схемы одномерного движения адиабатического двухфазного потока в канале, по-разному ориентированному в поле сил тяжести, можно сделать следующие выводы. Сопоставление опытных данных при движении двухфазного потока в горизонтальном и вертикальном каналах следует производить не при одинаковых расходах смеси и весовых газосодержаниях, а при одинаковых расходах жидкости (и> ) и истинных объемных газосодержаниях (ф). При этом сопоставлении нивелирный напор необходимо вычислять не по общепринятым формальным определениям (1) или (2), а по формуле (14). Для того чтобы качественно оценить ошибки, к которым может привести невыполнение этих условий сопоставления, рассмотрим конкретный численный пример для вынужденного движения пароводяного потока в вертикальном и горизонтальном плоском канале шириной г=10 мм при давлении р=76 кГ/см (ft да 10- кГ-сек/м да 2-10-в кГ-сек/м f 735 кГ/м f да да 40 кГ/м ), приведенной скорости воды ш =10 м/сек и 3 > 0.9. При расчете воспользуемся формулами, полученными выше для ламинарного кольцевого течения двухфазного потока. Безусловно, это приведет к идеализации реального процесса, так как в действительности характер движения фаз будет в этих условиях турбулентным, режим течения смеси не обязательно кольцевым и т. п. Однако качественная сторона явлений (по крайней мере для таких режимов течения двухфазного потока, как снарядный и дисперсно-кольцевой) этими формулами будет, по-видимому, отражена. [c.173]

В гидродинамике различают два режима вынужденного движения жидкости — ламинарный и турбулентный, обусловливаемые величиной скорости движения жидкости. Под ламинарным режимом понимается такой режим, когда жидкость течет упорядоченно отдельными струйками, параллельными стенкам каналов. Скорость движения отдельных струек по сечению канала не одинакова у стенки она равна нулю и плавно (по параболическому закону) увеличивается к центру сечения, где и достигает максимального значения. [c.225]

При турбулентном движении жидкости внутри труб и каналов процесс стабилизации движения и теплообмена в потоке жидкости происходит быстрее, чем при ламинарном режиме. Практически длина участков тепловой и гидродинамической стабилизации в этом случае принимаются равными соответственно [c.132]

Тесный пучок с осевым направлением жидкости. Необходимость исследования тесных пучков появилась в связи с развитием ядерной энергетики. К тесным относят пучки, в которых относительные расстояния между тепловыделяющими стержнями или трубками равны единице (s=d). Рабочая жидкость протекает внутри сложных каналов (ячеек), образованных соприкасающимися между собой трубками. Форма этих каналов изменяется в зависимости от компоновки труб в пучке и их размеров. При плотной упаковке труб в пучке температурное поле зависит не только от свойств жидкости и режима течения, но еще от геометрических размеров стержней или трубок и их теплопроводности. Закон распределения температуры по периметру трубки близок к косинусоидальному. Ярко выраженные максимумы температуры соответствуют линиям касания трубок. С увеличением скорости движения жидкости неравномерность распределения температуры уменьшается за счет проникновения турбулентности в узкие части ячейки. Влияние длины [c.201]

Волновое движение в пленках жидкости. Известно, что в дисперсно-кольцевом режиме течения пленка покрыта волнами. Эти волны в зависимости от режимов течения в жидкости и паровой фазе (или газе) могут иметь различную структуру, изменяющуюся по длине канала. В основном волновое движение является сильно неупорядоченным трехмерным явлением. Однако при сравнительно малых расходах жидкости в пленке наблюдаются двумерные катящиеся волны, амплитуда которых в несколько раз больше средней толщины пленки. Следует отметить, что именно эти волны определяют ряд таких важных процессов, как капельный унос, перепад давления в канале, и в некоторых случаях, например на начальном участке трубы, оказывают влияние на критический тепловой поток и массообмен в закризисной области течения. [c.79]

Не совсем точно, что связано с расшифровкой сигнала зонда, можно было также зафиксировать переход от одного режима к другому. Например, когда отдельные пузыри начинают сливаться в более крупные пузыри, регистрирующие приборы записывают кривые, подобные кривым первой фотографии фиг. 4. Этот случай был определен как переход от пузырькового течения к снарядному. Отчетливо различимое снарядное течение существует в довольно ограниченной области изменения паросодержанпя. При появлении признаков разрушения паровых снарядов теченпе становится вспененным или нолукольцевым. В настоящей работе считалось, что снарядное течение существует до тех пор, пока наблюдаются довольно регулярно чередующиеся паровые снаряды заметной протяженности. Когда паровые снаряды не являлись больше основной формой движения жидкости в канале, считалось, что наступал переход снарядного течения к кольцевому. Поскольку ни один из упомянутых переходов не существовал в достаточно широких пределах изменения паросодержанпя, они не рассматривались как отдельные режимы течения. Безусловно, классификация режимов течения до некоторой степени произвольна, однако из практических соображений желательно установить минимальное число режимов. [c.40]

При сравнительных расчетах поршней дизелей 2Д100 вариантов 14А, 14Б и 14В [19], имеющих в головке спиральный канал, для определения коэффициентов теплоотдачи в масло использовалась формула для движения жидкости в каналах в турбулентном режиме [22] [c.72]

Известны два оснЬвных режима течения жидкости ламинарный и турбулентный. Эти жё режимы могут иметь место № при движении жидкости в пучке. Форма течения жидкости в пучке во многом зависит от характера течения в канале перед пучком. Если при данном расходе и температурах теченйе в канале, где установлен пучок, было бы турбулентным при отсутствии пучка, то оно обязательно будет турбулентным и в пучке, так как пучок является прекрасным турбулизатором. Однако если пучок пойещен в канал, в котором до его установки имел бы место ламинарный режим течения, то в этом случае в зависимости от числа Re можно иметь как одну, так и другую формы течения. Чем меньше число Re, тей устойчивее ламинарное течение, чем больше — тем легче перевести егЬ в турбулентное. При низких значениях числа Re течение может остаться ламинарным. При этом межтрубные зазоры как бы образуют отдельные щелевидные каналы переменного сечения (исключение составля ет предельный случай, когда расстояния между трубами очень велики). [c.227]

Однако течение жидкостей в каналах (трубах, к примеру) при турбулентном режиме связано с преодолением большего сопротивления значительное сопротивление при турбулентном обтекании испытывают и движущиеся тела. Это приводит к дополнительным затратам энергии. Продлить бестурбулентное движение , усмирить пограничный слой (непосредственно примыкающий к омываемой поверхности тонкий слой заторможенной жидкости) в этих случаях — проблема, успешное решение которой приведет к существенному эффекту. [c.110]

Естественно, что законы ламинарного движения жидкости в основном применимы к более узким капиллярам, и, наоборот, к более широким капиллярам и трубам чаще необходимо применять законы сопротивления, учитывающие турбулентный характер потока. Этим объясняется, что гидравлика — наука, занимающаяся, в частности, расчетом течения воды но трубам и каналам в различных промышленных сооружениях, а так ко движения паро-воздушных смесей в отопительных системах, паровых двигателях и других установках,— основывается главным образом на законах двил<ения жидкостей по трубам при турбулентном режиме. [c.49]

При движении жидкости в достаточно длинной обогреваемой вертикальной трубе гидродинамическая структура потока изменяется как по длине, так и по поперечному сечению канала. Область существования каждого режима определяется конкретной совокупностью параметров X, р, piw, Q T, геометрией канала и краевыми условиями. На рис. 2.5 приведено изменение структуры в парогенерирующем канале. На этом 5ке рисунке нанесены кривые изменения некоторых основных параметров процесса вдоль трубы. [c.41]

В разделе гидростатики рассмотрены вопросы гидроста-тического давления, его свойства и измерения, вопросы плавления тел и др. В разделе гидродинамики уделено внимание видам, режимам и основным закономерностям движения жидкости в напорных и безнапорных трубопроводах, каналах и открытых руслах. Изложены основные закономерности движения жидкости в пористой среде. Б разделе насосов приведены сведения о классификации насосов, даны схемы устройства, показаны достоинства и недостатки. [c.2]

Различают линейные и нелинейные дроссели. У первых потери давления Ар определяются в основном трением жидкости по длине Ь канала при ламинарном режиме движения жидкости. Расход Ф через линейный дроссель с каналами круглого сечения определяется по формуле Пуазеля [c.229]

Вследствие различной структуры формул для определения коэффициента Со шкала оценки шероховатости одной и той же поверхности давалась разная (см. 48). Согласно исследованиям, граничные поверхности в открытых руслах в одних случаях являются гидравлически гладкими- , в других — <кгидравлически шероховатыми . Поэтому в каналах как с гладкими, так и с шероховатыми граничными поверхностями зависимости Я. = f(Re) или Со=/](Ке) с изменением числа Рейнольдса или точнее с изменением режима движения жидкости будут различными. [c.182]

Если через насос с заторможенным рабочи.м колесом пропускать жидкость в направлении, обратном вращению колеса, то из-за неуравновешенности центробежных сил в канале и ячейках рабочего колеса возникает продольный вихрь. Поскольку скорость жидкости и, следовательно, центробежные силы, действующие па частицы жидкости в канале, больще. чем в колесе, жидкость входит в ячейки колеса в наружной части канала и выходит из внутренней. Следовательно, направление вращения продольного вихря при статической проливке противоположно направлению, имеющему место при работе насоса на насосных режимах. Жидкость, проходя по колесу, замедляется и, возвращаясь в канал, сообщает находящейся в нем жидкости импульс, направленный в сторону, обратную движению. Это ведет к уменьшению давления. [c.76]

Движение жидкости в конечной части канала весьма сложное продольный вихрь, поперечные вихри, а также обмен через напорное отверстие жидкости, находящейся в канале, с жидкостью в напорной камере. Поэтому по мере уменьшения радиуса канала в его конечной части и, следовательно, приближения канала к гозовому кольцу возникает опасность перемешивания жидкости с газом и образования эмульсии. При малой частоте вращения интенсивность вторичных токов мала, и эмульсирования почти не происходит. С увеличением частоты вращения интенсивность вторичных токов увеличивается, газовое кольцо теряет устойчивость, что сопровождается эмульсированием жидкости и переходом ко второму режиму. Эмульсированию жидкости способствуют также описанные в подразд. 29 токи жидкости у всасывающего отверстия, интенсивность которых возрастает с увеличением частоты вращения. Благодаря этим токам в насос засасывается не газ, а эмульсия. При малой частоте вращения пузырьки газа в этой эмульсии велики и легко [c.133]

Гл. 7 и 8 в наибольшей степени имеют прикладной характер. В гл. 7 вводятся основные количественные характеристики, обычно используемые при одномерном описании двухфазных потоков в каналах расходные и истинные паросодержания, истинные и приведенные скорости фаз, скорость смеси, коэффициент скольжения, плотность смеси. При рассмотрении методов прогнозирования режимов течения (структуры) двухфазной смеси акцент делается на методы, основанные на определенных физических моделях. Расчет трения и истинного объемного паросодержания дается раздельно для потоков квазигомогенной структуры и кольцевых течений. В гл. 8 описаны двухфазные потоки в трубах в условиях теплообмена. Приводится современная методика расчета теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкостей в условиях свободного и вынужденного движения. Сложная проблема кризиса кипения в каналах излагается прежде всего как качественная характеристика закономерностей возникновения пленочного кипения при различных значениях [c.8]

Выявление условий возникновения кризиса кипения является практически наиболее важной задачей, стоящей перед исследователями теплообмена при кипении. Действительно, значение во многих случаях определяет границу безаварийной эксплуатации оборудования по тепловой нагрузке. Несмотря на огромное количество экспериментальных и теоретических работ, посвященных кризису кипения в каналах, сегодня не только отсутствует законченная теория процесса, но (по некоторым аспектам) даже единство в качественных представлениях о механизме процесса. Пожалуй, сегодня можно лишь констатировать намечающееся согласие различных исследователей в том, что невозможно создать некую универсальную модель кризиса кипения в каналах, способную описывать развитие процесса при любом сочетании параметров [12, 51, 78]. При этом в упоминаемых работах речь шла о кризисах кипения недогретой жидкости, т.е. о режимах, при которых относительная энтальпия потока в месте кризиса < 0. Достаточно взглянуть на общий вид зависимости широком диапазоне j [11], чтобы понять очевидную невозможность построения общей теории кризиса кипения в каналах. Представленная на рис. 8.7 зависимость содержит, как минимум, три различные по доминирующему процессу области. Участок ylS соответствует кризису пузырькового кипения (кризис первого рода), имеющему общие черты с кризисом кипения в условиях свободного движения (большой объем). Участок ВС согласно [11] отвечает постоянно- [c.361]

На основании результатов экспериментальных исследований и теоретических предположрний Прянл-тля. Никуралзе и других считается, что в потоках, находящихся в условиях турбулентного режима, на границах поверхностей труб, стенок каналов и т. д. имеется весьма тонкий слой жидкости с режимом движения, близким к ламинарному. [c.143]

Влияние свободного движения сказывается при GrPr 8 10 (заметим, что произведение критериев Gr и Рг иногда заменяется одним критерием Релея Ra = GrP ). Соответствующий режим течения жидкости в трубе (канале) называется вязкостно-гравитационным. Для ориентировочного расчета среднего коэффициента теплоотдачи в этом режиме (Re < 2300, GrPr 8 10 ) можно рекомендовать формулу [c.209]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...