Переход от ламинарного течения к турбулентному в трубах

При принятом выше определении числа Рейнольдса типичное поведение, наблюдаемое у разбавленных растворов, проиллюстрировано на рис. 7-1, хотя в литературе указывались и другие типы зависимости [27, 28]. При равных числах Рейнольдса коэффициент трения зависит от диаметра трубы, достигая ньютоновского значения при очень больших диаметрах. Для более концентрированных растворов часто наблюдается поведение, иллюстрируемое на рис. 7-2. Здесь еще чувствуется влияние диаметра, но переход от ламинарного течения к турбулентному обнаружить нелегко, хотя, вообще говоря, можно различить небольшой изгиб вблизи точки Re = 2100. [c.283]

В общем случае в начальной части трубы можно выделить пограничный слой с ламинарным, переходным и турбулентным режимами течения. Переход от ламинарного течения к турбулентному может-про-исходить в ядре потока и в пограничном слое не одновременно. Из опытов следует, что при ламинарном течении в пограничном слое движение в ядре потока может иметь ярко выраженный турбулентный характер. Чем больше степень турбулентности на входе в трубу, тем меньше длина ламинарного пограничного слоя [Л. 174]. [c.217]

Хотя возмутителем спокойствия , главным виновником перехода от ламинарного течения к турбулентному является скорость, систематизировать многочисленные экспериментальные данные для различных жидкостей в трубах различного диаметра лишь с ее помощью не удается. Однако Рейнольдс показал, что его критерию эта задача по плечу . Оказалось, что, например, при движении жидкости в круглой трубе ламинарное течение имеет место, когда Re<2300 (иногда встречается цифра 2000), а турбулентное, когда Re>2300. [c.109]

Критерием перехода от ламинарного течения к турбулентному является число Рейнольдса, которое при течении жидкости в цилиндрических трубах зависит от средней скорости течения диаметра трубы и коэффициента кинематической вязкости V [c.231]

Закон Рейнольдса о подобии режимов течения. На основании опытов при различных р,, р, W, й Рейнольдс установил, что переход от ламинарного течения к турбулентному не определяется величиной какого-либо одного из этих параметров вне связи с другими. Согласно закону подобия переход от ламинарного режима течения к турбулентному всегда происходит при примерно одинаковом критическом числе Рейнольдса при произвольной величине каждого параметра в отдельности. Для круглых труб в обычных условиях [c.116]

Таким образом, принимая энтропию за меру неопределенности, можно сказать, что при переходе от ламинарного течения к турбулентному степень упорядоченности возрастает и тем самым идет при этом процесс самоорганизации ( 5-теорема [14]). Большая упорядоченность турбулентного течения проявляется в замене молекулярной передачи импульса от слоя к слою соответствующим кооперативным, упорядоченным процессом — возникает турбулентная вязкость. Это определяет, в частности, изменение закона сопротивления при течениях по трубам и каналам и при обтекании тел. [c.11]

Для каждой установки существует некоторый диапазон критических значений чисел Ке р, при которых происходит переход от одного режима течения к другому. Значение критического числа Ре, ниже которого режим течения обязательно ламинарный, для трубы круглого сечения составляет примерно 2300. Число Ре р, при котором ламинарный режим течения переходит в турбулентный, существенно зависит от условий входа потока в трубу, состояния поверхности стенок и др. При очень плавном входе и гладких стенках переход от ламинарного режима к турбулентному наступает при числах Ре, р > 2300. На практике чаще встречается турбулентный режим течения. [c.19]

Сводный график коэффициентов лобового сопротивления шара в широком диапазоне чисел Рейнольдса был приведен на рис. 9-5. Форма этого графика очень похожа на форму графика для цилиндра, и четко прослеживаются три основных режима течения 1) ползущее движение 2) турбулентный след и ламинарный пограничный слой (рис. 15-11,а) 3) турбулентный след и турбулентный пограничный слой (рис. 15-11,6). Критическое число Рейнольдса для перехода в пограничном слое от ламинарного течения к турбулентному снова подвержено сильному влиянию шероховатости поверхности и турбулентности свободного потока. В практике гладкие сферы могут использоваться для сравнения уровней турбулентности свободного потока в различных аэродинамических и гидродинамических трубах. Связь между критическим числом Рейнольдса Re p и относительной [c.407]

Величины сопротивления практически не зависят от направления газового потока. Переход от ламинарного движения к турбулентному происходит при значительно меньшем Re, чем в случае течения газов в трубах и каналах. Этот переход совершается плавно (без скачков), между ламинарной и турбулентной областями лежит промежуточная (переходная) область с границами 10< Re,,< lG0. В сыпучем слое имеет место непостоянство скорости газового потока по сечению засыпки. Данное явление вызывается характером укладки материала (у стенок она иная, чем в середине), т. е. изменением вдоль сечения слоя доли свободного объема засыпки. Опытами установлено, что скорость потока у стенок на 30 70% выше скорости в центральной зоне слоя. [c.338]

Экспериментальные исследования движения жидкостей и газов в трубах показали, что переход от ламинарного движения к турбулентному происходит при вполне определённых соотношениях между скоростью течения v, радиусом трубы а и кинематической вязкостью среды v и определяется числом [c.223]

Пока число Рейнольдса мало, силы вязкости преобладают над силами инерции и всякие случайно возникающие в жидкости возмущения гасятся силами вязкости. При возрастании числа Рейнольдса до значения, называемого критическим, силы инерции становятся сопоставимыми с силами вязкости и наблюдается переход от,ламинарного режима течения к турбулентному. Например, для жидкости, текущей ио гладкой круглой трубе (в качестве линейного размера / которой взят ее диаметр), Ре -2300. При этом несущественно, за счет чего получается большое значение числа Рейнольдса возрастает ли оно при увеличении линейного размера I пли же скорости течения V, либо за счет малого значения кинематической вязкости. Поэтому число Рейнольдса может служить критерием механического подобия различных потоков. [c.146]

Опыты Рейнольдса производились с трубами различных диаметров с плавным входом, соединяющимся с резервуаром. Изменения числа Re = i/ po/v (где i/ p —средняя скорость течения) в этих опытах достигались как использованием новых труб (с другим диаметром D), так и варьированием скорости течения и вязкости воды (путем изменения ее температуры). Значение Reer в указанных опытах оказалось равным в среднем 12 830 с относительно небольшим разбросом по данным отдельных опытов. Дальнейшие исследования показали, однако, что значения Reer, соответствующие переходу от ламинарного течения к турбулентному,, в различных опытах могут существенно различаться, так как Reer сильно зависит от степени возмущенности ламинарного течения (или, как говорят, от начальной турбулентности , которая определяется главным образом условиями на входе в трубу). [c.67]

Разнообразие волновых структур в активных средах проявляется и в сложных структурах конденсированных сред. Следует прежде всего рассмотреть аналогию волновой картины пластической деформации при упругопластическом переходе в вихреобразования в движущейся трубе жидкости при переходе от ламинарного течения к турбулентному. Этому неравновесному фазовому переходу отвечает критическое число Рейнольдса. С другой стороны, переход от упругой деформации (апало1- ламинарного течения) также является неравновесным фазовым переходом, возникающем в результате потери упругой устойчивости деформируемой конденсированной среды, проявляющаяся на различных масштабных уровнях. В обоих случаях переход структуры из одного устойчивого состояния в дру1ое сопровождается порождением aBTOBOjni, как способа диссипации энергии средой в критических точках (см. главу 1). [c.254]

Описанный в этом параграфе характер течения и соответствующие ему зависимости имеют место только при устойчивом ламинарном режиме, т. е. при Re < Re p. При значениях Re > R kp возможно нарушение ламинарного характера течения и возникновение турбулентности. Механизм перехода от ламинарного течения к турбулентному достаточно сложен и, несмотря на многочисленные исследования, выяснен не полностью. Тем не менее можно дать хотя и схематичное, но достаточно близкое к реальной картине описание движения при околокритических числах Re, Так, при числах Re, немного меньших Квкр, в ламинарном потоке периодически появляются кратковременные очаги турбулентности, которые могут на отдельных участках заполнять все сечение потока, образуя турбулентные пробки . Этот переходный процесс можно характеризовать долей А/ некоторого интервала времени Т, в течение которой в данной точке потока существует турбулентный режим. Величину у = At/T называют коэффициентом перемежаемости. По мере возрастания числа Рейнольдса, а также при удалении от входа в трубу величина у непрерывно возрастает. [c.167]

Величина поправочного коэффициента определялась всеми авторами опытным путем в зависимости от числа Рейнольдса и длины трубы для турбулентной области течения и от длины трубы для ламинарной области [Л. 2]. Для чисел Рейнольдса, соответствующих переходу от ламинарного течения к турбулентному, достоверенных данных о закономерности теплообмена на начальных участках трубы практически нет. [c.370]

При проведенных опытах длины применяемой трубы (75 диаметров) оказалось недостаточно для достижения перехода от ламинарного течения к турбулентному по числу Рейнольдса интенсивность средней теплоотдачи имеет три зоны. При длине трубы свыше 40 диаметров в диапазоне чисел Рейнольдса свыше 1 10 критериальное уравнение для теплоотдачи имеет вид Nu=0,018Re° ° в переходной зоне показатель степени при числе Рейнольдса изменяется при увеличении длины трубы не монотонно вначале растет (до 1,25), а затем начинает уменьшаться (до 0,90). [c.375]

Полученные расчетные кривые показаны на рис. 38. На график нанесены также и экспериментальные точки, найденные в результате испытаний насадков диаметрами от 0,22 до 3 мм с относительными длинами от 3 до 120, а также опытные значения коэффициента расхода ц по данным [18]. Как видно из графика, все экспериментальные точки располагаются очень близко к теоретическим кривым и, следовательно, определение коэффициента расхода насадка как короткой трубы с учетом начального участка является правомерным. Так как насадок представляет собой фубу с острыми кромками ка входе, то переход от ламинарного течения к турбулентному происходит при Re = 10 . В переходном режиме в области Re= 2-10 —4-10 кривая зависимости коэффициента расхода насадка от числа Рейнольдса имеет заметный излом. [c.112]

Однако на практике из-за перехода от ламинарного течения к турбулентному возникают сложности. Как мы уже видели ранее, течение в нограничном слое может быть ламинарным или турбулентным, также как в трубах или других примерах. Как мы отметили, переход от ламинарного к турбулентному течению вызывает уменьшение коэффициента лобового сонротивления у затунленных тел типа сфер и круговых [c.95]

С помощью весьма наглядного опыта можно продемонстрировать внезапное увеличение сопротивления трубы при переходе от ламинарного течения к турбулентному. Схема этого опыта предетавлена на фиг. 185. Вода из напорного бака течет по резиновому шлангу и затем по длинной тонкой трубке. Из свободного конца этой трубки вода вытекает в виде струи. Перемещая напорный бак снизу вверх, можно наблюдать, что сначала с увеличением напора скорость истечения увеличивается и струя из трубки бьет все дальше и дальше. Но если, поднимая бак, достигнуть высоты, при которой ламинарное течение в трубке переходит в турбулентное, то струя начинает пульсировать и при дальнейшем увеличении напора расстояние, на которое бьет струя, уменьшается. Это свидетельствует о том, что потери на трение увеличились вследствие смены ламинарного режима течения турбулентным. Однако в некоторых случаях, как увидим в дальнейшем, влияние турбулентности потока в известном смысле слова обратно. Так, например, для неудобообтекаемых тел при переходе от ламинарного движения к турбулентному точка отрыва вихрей сдвигается в направлении потока и обтекание улучшается. Искусственно турбулизируя поток, можно, например, уменьшить сопротивление шара более чем в два раза. Положительную роль играет [c.465]

Теплообмен жидких металлов в трубах исследовался в ряде работ. Почти во всех экспериментальных работах длина начального участка была достаточна для установления полностью развитого профиля температуры l/d 10 -г 20), однако гидродинамической стабилизации потока в этих условиях не было. Только в [5] длина начального участка была достаточна l/d 220) для установления развитого профиля скорости. В этой работе изучался теплообмен сплава индий-галлий-олово в присутствии однородного продольного магнитного поля и впервые получено резкое изменение зависимости Nu = /(Ре), где Ре = PrRe - критерий Пекле, при переходе от ламинарного течения к турбулентному. Экспериментальные данные сопоставлялись с результатами расчетов, полученных с помощью модифицированной формулы Ван-Дриста, в которой учитывалось влияние магнитного поля. Недостатком таких расчетов является необходимость знания Re в каждом случае. [c.572]

Приведенные здесь значения критических чисел Рейнольдса — это именно те значения, при которых на достаточном удалении от входа в трубу вследствие первого появления турбулентности возникает отклонение от законов ламинарного течения. Вблизи от входного сечения трубы, если вход осуществляется без отрыва потока (например, через плавно очерченное сопло), течение может оставаться ламинарным даже при значениях Re > Некр. Участок, на протяжении которого сохраняется ламинарное течение, сокращается с увеличением R e. За участком с ламинарным течением следует область перехода от ламинарного течения к турбулентному, а за нею —область развитого турбулентного течения. [c.66]

На рис. 5-18 изображена также зависимость Renp от Djd. Кривые для Кещ, и Re p делят всю область течения на три характерные зоны первая из них (/) соответствует ламинарному течению без поперечной циркуляции, вторая (//) —ламинарному течению с поперечной циркуляцией и третья [III) —турбулентному течению. Заметим также, что при переходе от ламинарного течения к турбулентному коэффициент сопротивления в изогнутых трубах монотонно убывает. [c.70]

Такой переход от ламинарного режима к турбулентному, происходящий с изменением знака производной <3>i/(3Re, в соответствии с рекомендацией Л. А. Вулиса и Б. А. Фоменко [20] называется дальше критическим переходом. На рис. 3.9 [19] показан переход от ламинарного режима к турбулентному для течения в гладкой трубе без поля и при наличии поля. Наложение поля (На = 82,5) привело к затягиванию ламинарного режима и увеличению критического числа R kp от 3000 до 5000. Для ламинарного режима точки, полученные для течения с полем и без поля, укладываются на одну прямую, несколько отличающуюся от прямой Пуазейля из-за недостаточной длины участка гидродинамической стабилизации. [c.69]

Без сведений о степени возмущенности ламинарного потока можно установить лишь более слабый критерий, указывающий условия, при которых возможен только ламинарный режим течения. Для этого нужно определить критическое число Рейнольдса Re r mjn . соответствующее переходу от ламинарного режима к турбулентному при наибольшей возможной степени возмущенности ламинарного течения у входа в трубу. При Re < Reer min поток будет всегда оставаться ламинарным, т. е. любые возмущения, как бы интенсивны они ни были, будут затухать. , [c.82]

Условия перехода от ламинарного течения капельной жидкости к турбулентному и, наоборот, от турбулентного к ламинарному в круглых трубах впервые в 1883—1885 гг. изучил английский исследователь О. Рейнольдс. Проведя большое число опытов на установке, схема которой приведена на рис. 85, Рейнольдс установил, что stOT переход определяется такими четырьмя физическими величинами средней скоростью течения v, диаметром трубы d, вязкостью жидкости и ее плотностью р. [c.139]

Формулы (3.6), (4.6) справедливы только для ламинарных течений. Число Не, при котором происходит переход течения от ламинарного режима к турбулентному, называется критическим числом Рейнольдса. Цифра 10 , которая приводилась выше, относится к обычным технически гладким трубам. Однако на самом деле переход ламинарного режима в турбулентный — явление сложное. В частности, число Кекр при специальных условиях может быть сильно увеличено. Рейнольдсом был проведен следующий опыт. Брались специальным образом подготовленные очень гладкие трубы с очень гладким входом. Жидкость подавалась в трубу из специальных баков, в которых она отстаивалась в течение 2—3 недель. Тогда критическое число Не возрастало до 10 . Таким образом, переход к турбулентному режиму существенно зависит от уровня начальных возмущений. Кроме того, существует и нижняя граница Некр". Если Не< Не1Гр". то течение всегда ламинарное. Известно также, что задержке перехода к турбулентному режиму способствует добавление в жидкость молекул полимеров. [c.257]

Полученные результаты для течения в трубе справедливы при числах Рейнольдса 1сКе<Рекр, где значение Рекр 1 определяет переход от ламинарного течения в трубе к турбулентному. Такнм образом, в этих же условиях справедливы и результаты 7,1 для течения Пуазейля (а не только при Ке< С1). [c.139]

В прямотрубных теплообменных аппаратах расчет теплоотдачи на входном участке с неустановившимся режимом течения производится по соотношениям, учитывающим зависимость коэффициента теплоотдачи от относительного расстояния lfd вниз по потоку от входа в трубу. В змеевиках протяженность входного участка с переходом от ламинарного с макровихрями к турбулентному режиму течения сокращается [137]. Для обоих режимов она гораздо меньше, чем в прямых трубах [121, 124, 125, 131, 137]. Оценки, выполненные Мори и Накаяма в [131 [, показали, что соотношения для значений коэффициентов теплоотдачи, полученные на участках с полностью развитыми полями скоростей и температуры, могут с достаточной степенью точности использоваться при расчетах средней интенсивности теплоотдачи в змееви- [c.51]

Уравнение (7-45) является местным критерием перехода от ламинарного пограничного слоя к турбулентному независимо от предыстории пограничного слоя. Интересно отметить, что если для ламинарного течения в круглой трубе вычислить значение числа Rej , у которого в качестве характерной скорости используется скорость на оси трубы, а в качестве характерного размера— толщина потери импульса, то значению Кекрит (основанному на средней скорости и диаметре трубы), равному [c.121]

Статистяческий аодход. Систематич. исследованиям ста-тистич. свойств т. положили начало наблюдения О. Рейнольдса (О. Reynolds, 1883) перехода от упорядоченного ламинарного течения к неупорядоченному турбулентному течению жидкости в трубе. Осознание того факта, что структура течения оказывается непредсказуемой и непостижимой в деталях, привело к потребности усреднённого описания. Матем. выражением такого описания явились ур-ния Рейнольдса [c.180]

Смотреть страницы где упоминается термин Переход от ламинарного течения к турбулентному в трубах : [c.211] [c.81] [c.229] [c.370] [c.70] [c.68] [c.68] [c.436] [c.47] [c.47] [c.121] [c.49] [c.12] [c.63] [c.375] [c.154] [c.155] [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...