Местные сопротивления при турбулентных течениях

В настоящее время можно считать доказанным, что величина местного сопротивления при ламинарном течении меняется в зависимости от числа Р, при турбулентном же остается почти постоянной для любых Р. [c.192]

В области ламинарного течения значения коэффициентов местных сопротивлений зависят от числа Рейнольдса и геометрической формы местного сопротивления. При турбулентном режиме коэффициент зависит от характера местного сопротивления. В случае резких переходов коэф- [c.61]

При вычислении потерь напора по формуле Вейсбаха наибольшей трудностью является определение безразмерного коэффициента местного сопротивления ( . Из-за сложности процессов, происходящих в местных гидравлических сопротивлениях, теоретически найти удается только в отдельных случаях, поэтому большинство значений этого коэффициента получено в результате экспериментальных исследований. Рассмотрим способы определения коэффициента для наиболее распространенных местных сопротивлений при турбулентном режиме течения. [c.56]

Турбулентное течение конденсата. Теплообмен при турбулентном течении пленки конденсата рассматривался в работах [Л. 10, 91, 121 и др.]. В теоретических и экспериментальных исследованиях Л. 10] изучалась теплоотдача при преобладающем влиянии сил трения пара. В качестве основы теоретического исследования была использована аналогия между теплообменом и сопротивлением трения в результате была получена полуэмпирическая формула, описывающая местные коэффициенты теплоотдачи [c.281]

С учетом уравнений (21) и (22) формулы для определения приведенных значений коэффициентов потерь и на трение и в местных сопротивлениях при ламинарном и турбулентном течениях потока будут иметь вид [c.252]

Необходимо иметь в виду, что местные гидравлические сопротивления оказывают существенное влияние на работу гидросистем с турбулентными потоками жидкости. В гидросистемах с ламинарными потоками в большинстве случаев эти потери напора малы по сравнению с потерями на трение в трубах. В пределах данного подраздела будут рассмотрены местные гидравлические сопротивления при турбулентном режиме течения. [c.56]

При турбулентном течении жидкости и квадратичных местных сопротивлениях (заданы коэффициенты потерь О следует использовать формулы (3.15) и (3.16). Заменяя в формулах среднюю скорость жидкости через расход, получим суммарные потери напора [c.72]

Ко М>иЦиент X определяется характером течения. При ламинарном течении он зависит только от числа Не (линейный закон сопротивления), а при турбулентном течении — еще и от параметра шероховатости стенок трубы. При очень больших числах Ке (порядка 10 и более) X зависит только от шероховатости (квадратичный закон сопротивления). Местные гидродинамические сопротивления оцениваются формулой Вейсбаха Л где I — коэффициент местного сопротивления, различный для разных препятствий и зависящий от числа Ке. [c.34]

В табл. 2.3, по данным работ [17, 32, 33, 44], приведены расчетные соотношения часто встречающихся местных гидравлических сопротивлений при турбулентном режиме течения. [c.39]

Практическое использование метода измерения расхода по перепаду давления в суживающем устройстве связано с необходимостью соблюдения определенных требований течение жидкости должно быть турбулентным и стационарным измерительные устройства должны быть удалены от источников местных сопротивлений (запорных вентилей, изгибов трубопровода и т. д.) поток должен заполнять все сечение трубопровода, а фазовое состояние жидкости не должно изменяться при ее прохождении через суживающее устройство поток жидкости или газа не должен образовывать каких-либо отложений на внутренних поверхностях трубопроводов. [c.42]

Режим течения масла характеризуется числом Рейнольдса Re (табл. 14, 15, рис. 13). Изменение режима течения происходит при критическом числе Рейнольдса поток ламинарный, если Re < Re p поток турбулентный, если Re > Re p. В магистралях гидравлических систем обычно наблюдается ламинарный поток, особенно при малых скоростях и высокой вязкости масла. Турбулентный режим чаще встречается у предохранительных клапанов, дросселей, золотников, а также у местных сопротивлений на трубопроводе. [c.27]

Сложение потерь. Общая потеря напора в гидравлической магистрали равна сумме потерь в отдельных ее частях. Однако простое суммирование потерь допустимо лишь в том случае, если расстояние между местными сопротивлениями будет больше участка, необходимого для стабилизации потока после прохождения им каждого местного сопротивления. Так, например, жидкость, поступающая из трубы с турбулентным течением в трубу с ламинарным течением, должна протечь определенный участок трубопровода, прежде чем установится профиль скоростей, соответствующий ламинарному течению. Этот участок называется входным (начальным). В равной мере при нарушении ламинарного течения каким-либо местным [c.78]

Моделирование литниковых систем с целью определения коэффициента расхода. В развитом турбулентном потоке вязкостные сопротивления малы по сравнению с инерционными и при достаточно больших числах Re в автомодельной области потери напора вообще не зависят от вязкости. Здесь коэффициенты сопротивлений становятся независимыми от Re. Однако течение металла с высокой турбулентностью недопустимо для легких сплавов, поэтому при литье легких сплавов такие потоки являются исключением. В интервале значений Re, характерных для потоков в литниковых каналах, коэффициенты местных сопротивлений в большинстве случаев непостоянны и являются функцией числа Re (рис. 70), что необходимо учитывать при моделировании таких систем. [c.124]

Основными видами местных сопротивлений являются внезапное расширение, внезапное сужение, плавное расширение (диффузор), плавное сужение (кон-фузор), колено, диафрагма, равномерно распределенное по сечению сопротивление (сетка, фильтр). При турбулентном режиме течения величину коэффициента местного гидравлического сопротивления можно считать независящей от числа Рейнольдса. Для ламинарного режима течения целесообразно при расчете пользоваться понятием эквивалентной длины местного сопротивления, гидравлические потери на трение в трубе с этой длиной равны местным гидравлическим потерям. [c.139]

Решение при ламинарном режиме течения и замене местных сопротивлений эквивалентными длинами задача решается просто. Используя уравнение (15.2), в уравнении (15.1) оставляют одну скорость, например, в конечном сечении. Затем по этой скорости определяют значение расхода. При турбулентном режиме течения задачу целесообразно решать методом простой итерации, преобразовав уравнение (15.1) следующим образом [c.142]

Сложение потерь. Обш,ая потеря напора в магистрали равна сумме потерь в отдельных ее компонентах. Однако простое суммирование потерь допустимо лишь в том случае, если расстояние между местными сопротивлениями будет больше участка, необходимого для стабилизации потока после прохождения им каждого местного сопротивления. Так, например, жидкость, поступающая из трубы с турбулентным течением в трубу с ламинарным течением, должна протечь некоторый участок трубопровода, прежде чем установится профиль скоростей, соответствующий ламинарному течению. Этот участок называется входным (начальным). При нарушении ламинарного течения каким-либо местным сопротивлением течение стабилизируется также после прохождения жидкостью какого-то пути. Например, нарушение потока, возникающее в отводах, сохраняется на расстоянии около 50 диаметров трубы. Длина участка стабилизации может быть подсчитана по выражению [c.83]

Решение выполняют в следующем порядке. По заданным й и V подсчитывают число Рейнольдса Не и определяют режим течения. При ламинарном режиме сопротивление трубопровода определяют по формуле (8.4), при турбулентном — по формуле (8.5), при этом коэффициенты местных потерь или эквивалентные длины экв оценивают по геометрическим характеристикам местных гидравлических сопротивлений. Далее по уравнению (8.7) находят потребный напор. [c.123]

Приведенные выше формулы относятся к турбулентному течению с большими числами Рейнольдса, когда влияние вязкости жидкости проявляет себя лишь в слабой степени. При движении жидкости с малыми числами Рейнольдса коэффициенты местных сопротивлений зависят не только от геометрических ха- [c.79]

Турбулентными назовем дроссели, имеющие канал цилиндрической формы с малым отношением длины к диаметру, в которых течение турбулентное и эффект дросселирования вызывается местными сопротивлениями на входе и потерями на выходе и не сказывается сколь-либо существенно действие сил трения при течении воздуха по каналу дросселя. Картина течения воздуха в дросселях этого типа близка к той, которая наблюдается при истечении из сопел. Обычно течение в таких дросселях может быть принято адиабатическим, то есть происходящим без теплообмена с внешней средой. Дроссели этого типа могут работать как при докритических, так и при надкритических режимах истечения. [c.17]

По тем же формулам и графикам, что и для каналов круглого сечения, согласно справочным данным, приведенным И. Е. Идельчиком [24], определяются для каналов прямоугольного сечения и потери механической энергии потока, обусловленные местными сопротивлениями на входе в канал и на выходе из канала. При этом в условиях развитого турбулентного течения коэффициенты местного сопротивления практически не зависят от Re при ламинарном же течении и в переходной области величина коэффициента сопротивления меняется с изменением Re. [c.265]

Местные сопротивления (рис. 2.1, в) или специально устанавливаются в гидравлических трактах ЖРД для управления расходами компонентов (дроссели, клапаны, регуляторы, форсунки, дроссельные шайбы для настройки и т. д.), или являются следствием конструктивных особенностей тракта (изменения площади сечения, повороты и т. д.). В трактах ЖРД местные сопротивления практически всегда работают при турбулентном режиме течения и для них расход С и перепад давлений Р=Р1—Р2 связаны квадратичной зависимостью. Пренебрегая инерцией жидкости, можно записать [c.38]

Определенные особенности имеет расчет трения и теплообмена на шероховатой поверхности. Шероховатость поверхности может ускорить переход к турбулентному режиму течения и привести к увеличению поверхностного трения и интенсификации конвективного теплообмена. В переходной области теплообмен также усиливается. При анализе трения, введя так называемую песочную шероховатость, удалось исключить из рассмотрения форму элементов шероховатости. Отношение высоты эквивалентной песочной шероховатости к толщине ламинарного подслоя является параметром, характеризующим степень ее влияния на величину трения. Если высота шероховатости меньше толщины подслоя, она не влияет на трение. В этом случае поверхность считается гладкой. Когда высота шероховатости значительно превышает толщину ламинарного подслоя, определяющим становится сопротивление формы шероховатости при этом перестает зависеть от числа Re и определяется только высотой шероховатости. В промежуточной области зависит как от высоты шероховатости /г, так и от Re. С увеличением местного числа Маха влияние шероховатости на трение уменьшается. [c.50]

Одной из основных задач для численных методов решения уравнений Навье-Стокса в ламинарной и турбулентной областях течения можно считать определение коэффициентов местных гидравлических потерь. При решении этой внутренней задачи могут уточняться границы области местных потерь. Априорным определением местного гидравлического сопротивления можно принять такой участок трубопровода (русла), на границах которого распределение скоростей близко к распределению скоростей в бесконечно длинной трубе (равномерное течение). [c.107]

На основе разработанной Б. С. Петуховым и В. Н. Поповым методики расчета и обобщения данных по теплообмену и коэффициенту сопротивления при турбулентном течении газа с переменными физическими свойствами и при равновесной диссоциации [3.6—3.8] В. Н. Поповым и Б. Е. Хариным [3.9] выполнен теоретический расчет местных значений чисел Нуссельта и коэффициента сопротивления при турбулентном течении четырех-окиси азота при равновесном протекании первой и второй и замороженной второй стадий реакций диссоциации. [c.53]

Теоретический расчет местных значений коэффициента сопротивления трения при турбулентном течении N2O4 в обогреваемой трубе выполнен в [3.9] с обобще- [c.91]

Карстенс и Роллер на основании проделанного ими анализа результатов своих экспериментов и экспериментов авторов работы [102] делают вывод о применимости в первом приближении квазистационарного метода расчета для турбулентных течений. Они мотивируют это тем, что при нестационарном течении большая доля общих потерь давления приходится на инерционные составляющие и относительное значение потерь на трение невелико. Кроме того, неизвестные значения местных сопротивлений при нестационарных режимах могут внести большую ошибку в расчет, чем неучет отличия нестационарных потерь на трение от квазистационарных. [c.54]

Резкое местное сужение и дальнейшее расширение проход-лого сечения отдельной струи вызывает отрыв ее от поверхности твэла. Возникновение турбулентных пульсаций и, по мере увеличения скоростей, появление отрывного течения струек приводят к значительно болынему гидродинамическому сопротивлению при течении охладителя через шаровые твэлы, по сравнению с теченлем теплоносителя в трубах при одинаковом [c.39]

В конденсаторах с воздушным охлаждением, а также в аппаратах высокого давления конденсация пара обычно проиавбдится внутри вертикальных труб. Причем для практики наибольший интерес представляет область пара(метров, характеризующаяся сравнительно низкими тепловыми нагрузками, при которых режим течения конденсата сохраняется ламинарным и лишь в отдельных случаях на сравнительно небольших по длине участках переходит в турбулентный. Режим течения пара в основном турбулентный. К сожалению, процесс конденсации в данной области теоретически и экспериментально изучен недостаточно. Практически отсутствуют достаточно строгие методы расчета местных значений коэффициентов теплообмена и гидравлического сопротивления при конденсации в вертикальной трубе, что не позволяет разработать методику детального расчета конденсаторов с воздушным охлаждением. Последние отличаются резким изменением тепловой нагрузки по рядам труб и их длине. Так как трубы объединены верхними и нижними коллекторами, различие в тепловых нагрузках приводит к различным скоростям и гидравлическим сопротивлениям труб, перетоку пара по нижнему коллектору с возникновением подъемного движения в нижней части первых (по ходу охлаждающего воздуха) рядов труб и другим отклонениям, которые чрезвычайно усложняют расчет процесса конденсации в аппарате. [c.144]

Графргческое представление в координатах Н— Q аналитической зависимости (7.2), полученной для данного трубопровода, в гидравлике называется характеристикой потребного напора. На рис. 7.1, б, в приведено несколько возможных характеристик потребного напора (линейные — при ламинарном режиме течения и линейных местных сопротивлениях криволинейные — при турбулентном режиме течения или наличии в трубопроводе квадратичных местных сопротивлений). [c.73]

Создание условий, при которых поток становится турбулентным также в пограничном слое на входе в трубу, приводит к повышению коэффициента и для коротких участков (см. рис. 2-5). Поэтому для коротких труб реальных установок (в которых, как правило, поток на входе значительно возмущен) локальное (местное) значение коэффициента сопротивления трения Я. ест следует определять, например, по формуле, полученной А. С. Сукомелом, В. И. Величко и Ю. Г. Абросимовым [2-122] для условий турбулентного течения в пограничном слое [c.68]

При внезапном расширении поперечного сечения трубы (канала) возникают так называемые потери на удар . Коэффициент местного сопротивления удара в случае равномерного распределения скоростей по сечению узкого канала и турбулентного течения (Re = WoDr/v> 10 ) зависит только от отношения площадей узкого и широкого сечений FqIFz (степени расширения n = F2jFo) и вычисляется по формуле Борда — Карно [c.146]

Внезапное расширение потока. Сочленение труб различного диаметра приводит к добавочным потерям, обусловленным внезапным расширением или внезапным сжатием потока. При входе в широкую часть канала возникает (рис. 9.8) струйное течение со свободной границей, расширяющейся в направлении продольной оси х. На некотором расстоянии от входного сечения 1—/ внешняя граница струи достигает стенок канала и далее течение происходит вновь с фиксированной внешней границей. В данном случае участок местного сопротивления состоит из участка расширения длиной /р и участка выравнивания /в, где неравномерный профиль скорости, показанный на рис. 9.8 кривой abai, принимает в сечении 2—2 форму, характерную для турбулентного течения в трубе при стабилизированном течении. На участке расширения /р между стенкой и границей струи устанавливается сложное вихрев,ое движение, интенсивность которого определяется как формой поперечного сечения канала, так и степенью его расширения. [c.260]

Расчет ПГ включает в себя определение гидравлических сопротивлений в трактах теплоносителя и рабочего тела, а также характеристик естественной циркуляции. Наиболее важные составляющие гидравлического сопротивления — сопротивления трения, местные, нивелирное, ускорения. Формулы для расчета сопротивлений приведены в кн. 2, п. 1.6.2. При этом необходимо иметь в виду, что режим течения теплоносителя турбулентный с квадратичным законом сопротивления трения. Абсолютная шероховатость для электрополированных труб из нержавеющей стали может быть принята 0,002 мм. Значения коэффициентов местного сопротивления приведены в табл. 2.24. [c.216]

Такой прием, основанный на одномерной модели течения, вносит условность в определяемые значения и должен обязательно оговариваться. С достаточной точностью он может быть использован лишь при умеренном изменении теплофизиче-ских свойств жидкости по сечению трубы. При сверхкритическюс давлениях и интенсивном обогреве трубы его применение может приводить к неверным результатам при нахождении При этих условиях для определения местных и средних коэффициентов гидравлического сопротивления, а также его составляющих — сопротивления трения, ускорения и гидравлического напора — используют метод двух перепадов [34]. Он заключается в том, что наряду с разностью статических давлений на обогреваемом участке трубы длиной I измеряется также перепад статического давления на адиабатическом участке / , примыкающем к выходу из зоны обогрева (рис. 6.29). На входе в обогреваемый участок организуется стабилизированное течение. Минимальная длина адиабатического участка должна быть не менее SQd, чтобы на выходе из него восстанавливалось развитое турбулентное течение при постоянных физических свойствах. Записывают соотношения для перепадов давления на обогреваемом Др и адиабатическом Др участках. Для частного случая течения в горизонтальной трубе (ДРгид 0) имеем [c.399]

По данным рис. 38.4, б можно сделать заключение о том, что при ламинарном течении в условиях очень малых значений Re скругление участков поворота в каналах не представляется необходимым. Однако с увеличением Re в пределах области ламинарных режимов относительное уменьшение потерь, выражен- ное в эквивалентных единицах bl/d, возрастает при каждом данном RJd прямо пропорционально значению Re. При турбулентных режи1иах течения величина bljd мало зависит от Re при изменении Re от 2300 до 50 000 она увеличивается при фиксированном значении RJd менее чем в 1,5 раза. Из приведенных на рис. 38.4,6 характеристик следует, что с точки зрения уменьшения местных сопротивлений в коленах существенное значение имеет величина радиуса скругления лишь при значениях RJd<2-, дальнейшее увеличение относительного радиуса скруг ления практически не влияет на потери в колене и может быть целесообразным лишь в связи с уменьшением общей длины коммуникационного канала. [c.357]

При расчетах трубопроводов различают длинные и коротк1 е трубопроводы. Длинными считаются трубопроводы, у которых потери напора на трение по длине трубы значительно превышают потери на местных сопротивлениях. В этом случае при расче- 1 тах либо пренебрегают потерями напора на местных сопротивлениях, либо увеличивают на 5—10% потери напора на трение по длине. Например, для водопроводов диаметром 200—500 мм с турбулентным режимом течения воды длинными считают водопроводы о длиной более 1000 м. Если потери на мест- [c.41]

Изучение теплоотдачи и гидравлического сопротивления жидкостей п газов в турбулентном и переходном режимах течения при различных типах нестациопарностей и их сочетании (изменениях расхода, температуры стенки и теплоносителя на входе, теплового потока и его распределения по поверхности нагрева). Такие исследования должны быть проведены в трубах и каналах некруглой формы, в гибах и других типичных местных сопротивлениях. [c.4]

Опыты показывают, что при турбулентном режиме течения ве-личина коэффициента g зависит почти исключительно от типа местного сопротивления и практически не зависит от Re (автомодель-на относительно Re). Это соответствует квадратичному закону местного сопротивления который является признаком [c.158]

На рис. 9.4 приведены, в логарифмических координатах, зависимости =/(Ке) для некоторых местных сопротивлений, измеренные в экспериментах. При ламинарном течении (Ке<Некр) коэффициенты местных сопротивлений уменьшаются с увеличением числа Рейнольдса, что отражает существенное влияние трения. При переходе к турбулентному течению (Ке> Жекр) наблюдается переход к автомодельной области. [c.163]

Развитие новой техники требует изучения локальных, интегральных и турбулентных свойств закрученного потока в специфических условиях—в каналах с изменяющейся по длине площадью поперечного сечения, при диафрагмировании выходного сечения и т. д. Между тем закономерности течения, тепло -и массообмена в осесимметричных каналах с местной закруткой потока изучены недостаточно. Имеющиеся в литературе результаты в подавляющем большинстве относятся к исследованию осредненных характеристик течения и теплообмена в непроницаемых трубах с частными законами начальной закрутки. Так мно- гочисленные результаты исследований по гидравлическому I сопротивлению и среднему теплообмену достаточно полно от-( ражены в [ 67]. [c.7]

Теория гиперзвукового турбулентного следа, разработанная Лизом и Хромасом [6], касается главным образом процесса смешения, который определяет скорости диффузии и охлаждения следа за тупым телом при термодинамическом равновесии. В атой теории рассматривается структура следа за тупыми телами и предлагается упрощенная схема течения во внешней и внутренней частях следа. Граница между этими частями следа считается бесконечно тонкой и предполагается, что расширение границы внутреннего следа зависит только от градиента и величины энтальпии. Кроме того, рассматриваются два предельных вида турбулентной диффузии 1) турбулентность, обладающая локальным подобием , при котором поток в каждом сечении ведет себя как участок автомодельного турбулентного следа с малой скоростью, и коэффициент диффузии пропорционален местной потере количества движения или сопротивлению внутреннего следа на данном участке 2) замороженная диффузия, при которой коэффициент турбулентной диффузии зависит только от начального значения коэффициента сопротивления внутреннего следа в области горла. Если коэффициент диффузии известен, то можно проинтегрировать уравнения турбулентной диффузии для энтальпии и массовой концентрации. Были рассчитаны частные случаи нарастания внутреннего турбулентного следа и проведено сравнение с экспериментальными данными. Кроме того, рассчитан типичный [c.169]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...