ЖИДКОСТИ Поток ламинарный в круглой труб

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]

Рассмотрим установившееся ламинарное движение жидкости в круглой трубе в условиях вполне сформировавшегося потока, т. е. полагая, что начальное сечение потока находится на расстоянии от входа в трубу, достаточном для обеспечения стабильного распределения скоростей в поперечном сечении. Найдем закон, по которому распределяются скорости по поперечному сечению трубы. [c.159]

При найденной эпюре распределения скоростей и по живому сечению потока величины коррективов о и а в случае ламинарного движения жидкости в круглой трубе оказываются равными olq = 1,33 сх = 2,0. (Эти численные значения а и о были установлены в результате анализа полученных выше зависимостей.) [c.140]

Рис. 3-8. Зависимость коэффициента сопротивления f от критерия Рейнольдса Re для изотермического течения газов и жидкостей в круглых трубах [Л. 988]. я —область ламинарного течения / — ламинарный поток в круглых трубах, /= 16/Re 2 — промышленные стальные и чугунные трубы 3 — гладкие трубы типа стеклянных, медных.

Развитое ламинарное течение в трубах жидкости с зависящими от температуры физическими свойствами сравнительно просто поддается аналитическому расчету. В этом случае существенное значение имеет только зависимость вязкости жидкости от температуры. Дифференциальные уравнения движения и энергии для развитого ламинарного течения в круглой трубе при постоянной плотности теплового потока на стенке определяются [c.311]

Коэффициент сопротивления I зависит от характера течения жидкости. В случае ламинарного потока в круглых трубах I уменьшается обратно пропорционально увеличению числа Re и не зависит от степени шероховатости трубы. В случае турбулентного потока, кроме зависимости от Re, коэффициент сопротивления к изменяется с изменением шероховатости трубы Д (рис. 14). [c.34]

Потери напора при ламинарном течении жидкости в круглой трубе. Рассмотрим участок трубы длиной I, по которой поток течет в условиях ламинарного режима. Расход жидкости в этой трубе можно определить по формуле (39), а среднюю скорость — по формуле (40). [c.29]

Рассмотрим характер распределения скоростей в сечении потока при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости. Как показали теоретический анализ и опыты при ламинарном режиме движения жидкости в круглой трубе, скорости в поперечном сечении распределяются по параболе (рцс. .4) скорости у стенок трубы равны нулю и, плавно увеличиваясь, достигают максимума на оси потока. [c.85]

Распределение скоростей в сечениях равномерного потока несжимаемой жидкости при ламинарном течении в круглой трубе радиуса ло определяется формулой [23] [c.69]

Распределение скоростей при ламинарном течении жидкости в круглой трубе. Как показывают исследования, при ламинарном течении максимальная скорость наблюдается на оси трубы. У стенок трубы скорость равна нулю, так как частички жидкости покрывают внутреннюю поверхность трубы тонким неподвижным слоем. От стенок трубы к ее оси скорости плавно нарастают. График распределения скоростей по поперечному сечению потока представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью — квадратичную параболу (рис. 16). [c.27]

Особенно интересно, что значением критерия определяется режим течения области, в которых устойчивы ламинарные и, соответственно, турбулентные течения, разделены определенным значением критерия Re. которое называется критическим. Так, например, в круглой трубе постоянного сечения Re критическое равно 2320 (за определяющий размер принят диаметр трубы). Это значит, что в прямой трубе постоянного сечения независимо от ее диаметра и физических свойств жидкости при значениях Re < 2320 устойчиво ламинарное движение и всякое случайно возникшее возмущение потока затухает. Наоборот, при Re > 2320 ламинарное течение неустойчиво и под влиянием возмущений переходит в турбулентное. [c.338]

Пример. В круглой трубе диаметром =12 мм течет ртуть со скоростью й =0,0143 м/сек. Температура ртути на входе =20°С. Через ртуть пропускается электрический ток. Объемная плотность тепловыделения (71, = 25 10 вт/м распределена равномерно по сечению и длине. Определить температуру стенки трубы на расстоянии от входа х= = 300 мм в двух случаях а) при отсутствии теплового потока на стенке (<7с=0) б) при значении теплового потока на стенке 9с = —30-10 вт/м (тепловой поток направлен от жидкости к стенке), полагая, что профили скорости и температуры стабилизированы. Как нетрудно убедиться, течение в рассматриваемых условиях будет ламинарным. [c.304]

Сформировавшемуся, т.е. равномерному, ламинарному потоку жидкости в круглой трубе соответствует, как показано выше, параболический закон распределения скоростей, при котором осевая скорость является максимальной и в 2 раза превышает среднюю. Такое распределение скоростей теоретически наступает лишь на бесконечном расстоянии от входа. Практически поток почти полностью формируется на конечных расстояниях, причем распределение скоростей в таком потоке весьма мало отличается от параболического. [c.97]

Интегрирование дифференциального уравнения для частного случая движения жидкости. Ламинарный поток в круглой трубе. [c.96]

Сформировавшемуся, а значит равномерному изотермическому ламинарному потоку жидкости в круглой трубе соответствует параболический закон распределения скоростей. В этом. потоке осевая скорость, являющаяся максимальной в 2 раза боль- [c.179]

Рассмотрим равномерно движущийся (однородный) ламинарный поток жидкости в круглой трубе с внутренним радиусом Я в пределах участка между сечениями I и II длиной Ь, показанный на рис. 6.2. Выделим на его оси элементарную струйку с малым поперечным сечением 5 =71г . Применив к этой струйке уравнение Бернулли (6.2) и учитывая постоянство ее сечения по длине, в связи с чем VI = У2, можем написать [c.87]

Рассмотрим основные закономерности ламинарного режима при равномерном движении жидкости в круглой трубе, ограничиваясь случаем, когда ось трубы горизонтальна. При этом будем рассматривать уже сформировавшийся поток с устойчивым распре- [c.75]

Интенсивность теплообмена в прямых гладких и круглых трубах может изменяться в широких пределах и зависит от скорости движения потока. Течение жидкости в трубах может быть ламинарным и турбулентным. О режиме течения судят по величине критерия Рейнольдса. Если Re-<2300, то течение будет ламинарным. [c.429]

Для установления закона распределения скоростей по сечению при ламинарном режиме рассмотрим поток жидкости в горизонтальной круглой трубе радиусом г (рис. 5.2, а, б), находящийся [c.68]

Рассмотрим ламинарный установившийся поток жидкости в круглой гладкой горизонтальной трубе (рис. 6.6). Экспериментально получено, что несмотря на отсутствие каких-либо препятствий на пути потока, имеет место потеря напора, равная падению пьезометрической (или энергетической) линии на рассматриваемом участке. Если все поперечные сечения участка находятся в равных условиях, что имеет место при их достаточной удаленности от мест возмущений, то потери равномерно распределены по длине потока, что подтверждается прямолинейностью линии энергии, получаемой опытным путем. Такие потери назовем потерями по длине и обозначим их через Лд. В чистом виде они могут иметь место только в потоке с постоянной по его длине средней скоростью (т. е, в равномерном потоке, который может существовать лишь в прямой цилиндрической трубе или призматическом канале). [c.139]

Рассмотрим ламинарный установившийся поток жидкости в круглой гладкой горизонтальной трубе (рис. 61). Опыт показывает, что, несмотря на отсутствие каких-либо препятствий на пути потока, имеет место потеря напора, равная падению пьезометрической (или энергетической) линии на рассматриваемом участке. Если все поперечные сечения этого участка потока находятся в равных условиях, что имеет место при его достаточной удаленности от мест возмущений, то потери равномерно распределены по длине потока. Это подтверждается прямолинейностью [c.151]

Наряду с различием конфигураций граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости на величину и механизм потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного и турбулентного потоков различны турбулентные пульсации порождают добавочные касательные напряжения, которые обусловливают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в 6 настоящей главы. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил существование критического значения числа Ре = цd/v, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса опре-152 [c.152]

Опыты показали, что переход ламинарного движения в турбулентное происходит при определенном значении числа Рейнольдса, называемом критическим числом Рейнольдса. Для гладкой круглой трубы при острых краях входного сечения критическое число Рейнольдса, подсчитанное по средней скорости и по диаметру трубы, приблизительно равно 2300. Критические числа Рейнольдса для всех других потоков определяются экспериментально. При движении проводящих жидкостей в трубах в поперечном магнитном поле критическое число Рейнольдса может значительно превышать 2300. [c.15]

Подставляя это выражение К через Re в (64), убедимся, что в случае ламинарного потока сопротивление круглой трубы, так же как и плоской, пропорционально первой степени средней скорости движения жидкости сквозь трубу. Формула сопротивления (64) только внешне имеет вид квадратичной зависимости от средней скорости. Истинная зависимость от скорости определяется лишь на основании закона сопротивления (65), выводимого из уравнения движения жидкости. [c.383]

Развитие ламинарного потока в начальном участке круглой трубы. Начальным участком трубы называют тот участок, на котором происходит перераспределение скоростей в потоке. Обычно жидкость втекает в трубу с равномерной скоростью по ее поперечному сечению. [c.205]

Сравнить значения местных чисел Нуссельта при ламинарном течении жидкости в круглой трубе в условиях постоянной плотности теплового потока на стенке, без предвключенного участка гидродинамической стабилизации (Nur) и при наличии такого участка (Nur x). Сравнение провести для относительных расстояний от входа в обогреваемый участок xld=, 2, 5, 10, 15 и 20. Число Рейнольдса принять Re =1800. [c.75]

Рассмотрите стабилизированное ламинарное течение жии-кости с постоянными физическими свойствами в круглой трубе. Путем интеприравания импульса по папе)речному сечению вычислите полный аксиальный поток импульса через Tipy6y. Сравните, результат со значением потока импульса, вычислеияым путем умножения расхода жидкости на среднюю скорость. Объясните различие результатов и обсудите следствия применительно к последней части задачи 6-S. [c.101]

Рассмотрите полностью развитое ламинарное течение с постоянными физическими свойствами в круглой трубе. Плотность теплового потока на стенке трубы шстотпа. В жидкости имеется также объемный источник тепла (наиример, ядерный) мощностью [c.183]

Влияние газового потока па ламинарное течение пленки впервые было рассмотрено П. А. Семеновым [113] в начале 40-х годов. Полученные им зависимости хотя и не учитывают процессов волнообразования на поверхности пленки, однако позволяют наглядно понять сущность явления захлебывания, которое происходит в трубках с увеличением скорости газа и переходом от нисходящего к восходящему течению пленки. В более общем виде аналитическое решение уравнений движения для расслоенного ламинарного течения жидкости и газа между параллельными бесконечными пластинами и в круглой трубе с плоской поверхностью раздела фаз было получено в 1946 г. С. Г. Телетовым [123]. Несколько позже (1961 г.) Н. И. Семеновым и А. А. Точигиным 1112] была решена задача расслоенного ламинарного течения жидкости и газа с невозмущенной поверхностью раздела фаз в виде дуги любой кривизны. Расслоенное ламинарное течение при наличии переноса массы (конденсация, испарение) изучалось Г. Г. Черным [143] и Г. А. Бедой [5]. К данному направлению теоретических исследований следует отнести также работы В. А. Успенского [131], С. В. Рыжкова и А. Н. Майбороды [81, 110], а также Б. И. Конобеева [64, 65], который упростил решение П. А. Семенова, отбросив члены, учитывающие воздействие сил тяжести на движение пленки. Следует отметить, что подобный подход к рассматриваемой задаче является допустимым только при больших скоростях газового потока. Однако в этих условиях поверхность пленки покрыта волнами, а следовательно, необходимо рассматривать не ламинарное, а ламинарно-волновое течение. [c.184]

Будущим теоретическим исследованиям по устойчивости ламинарных движений предстоит отразить основные детали тех сложных, граничащих со случайными движений, которые возникают при потере устойчивости изучаемого начального движения, а пока внимание многих ученых привлекает гидродинамический эксперимент, на современном уровне развития позволяющий глубоко проникнуть в процессы перехода ламинарных движений в турбулентные. Появившиеся в последнее десятилетие исследования в этом направ-.тении показывают, что нелинейные эффекты в вязких потоках крайне своеобразны. Чрезвычайно характерны в этом смысле явления, возникающие в круглой трубе при переходе рейнольдсова числа через критическое значение. Явления эти аналогичны и другим случаям ламинарного движения вязкой жидкости, в частности куэттовскому движению между движущимися параллельными плоскостями, между поверхностями вращающихся соосных цилиндров и в пограничных слоях. [c.525]

Для ламинарного режима движения жидкости в круглых трубах а=2, для турбулентного a=il,04-fJl,13. В реальных условиях необходимо учитывать также потери напора на участке от первого до второго исследуемого сечения потока йпот- [c.20]

В трубе ИЛИ канале движение жидкости может быть ламинарным или турбулентным. В первом случае линчи тока параллельны стенкам. В последнем же случае происходят движения жидкости и в поперечном направлении. То или другое состояние движения жидкости зчви-сит от средней скорости течения от размеров трубы в круглых трубах, например, от диаметра) и от к тематической влзкости ч. Величиной, характеризующей состояние потока, является число Рейнольдса = размерность которого равна нулю (см.. Механика подобия , стр. 395). В гладких прямых цилиндрических трубах течение всегда ламинарное, если число Рейнольдса <2320 если оно до этого было турбулент ным, то при достижении числом / только что указанного значения, оно опять становится ламинарным. При Л>2320 поток все же может оставаться ламинарным, если тщательно уменьшить всякого рода нарушения [c.414]

Теплообмен при ламинарном течении в круглых трубах, изогнутых по окружности, теоретически исследован в упомянутой выше работе Мори и Накаяма. Расчет проведен для полностью развитого течения и теплообмена при постоянных физических свойствах жидкости и отсутствии в потоке диссипации энергии. В качестве граничных условий приняты постоянное значение плотности теплового потока на стенке по длине и постоянное значение температуры стенки по окружности (т. е. смешанные граничные условия). Задача решена в предположении, что [c.283]

Рассмотрим формирование ламинарного потока в трубопроводе с достаточно плавным входом. Пусть жидкость поступает в трубу с почти одинаковой скоростью по всему живому сечению. В дальнейшем у стенок скорость движения жидкости лостепенно снижается и в итоге уменьшается до нуля. По мере продвижения жидкости от входа толщина затормаживающихся слоев жидкости у стенки постепенно увеличивается, но так как расход жидкости остается одним и тем же, то замедление движения пристенных слоев компенсируется соответстсенным увеличением скорости слоев, расположенных ближе к центру трубы. Сформировавшемуся, т. е. равномерному, ламинарному потоку жидкости в круглой трубе соответствует, как показано выше, параболический закон распределения скоростей, при котором осевая скорость является максимальной и в 2 раза превышает среднюю. Такое распределение скоростей теоретически наступает лишь на бесконечном расстоянии от входа. Практически поток почти полностью формируется на конечных расстояниях, причем распределение скоростей в таком потоке весьма мало отличается от параболического закона. [c.99]

Первые экспериментальные данные по теплоотдаче к жидкому металлу, текущему в круглых трубах, при малых числах Ре были получены в работах [1—6 . Уже в них отмечалась сложность подобного эксперимента, обусловленная наличием больп1их градиентов температуры по длине, что может приводить к ряду ошибок в определении температурного напора. С этим связаны весьма большой разброс экспериментальных точек по теплоотдаче и отклонение от их расчетных зависимостей, которые для жидкометаллических теплоносителей при малых скоростях течения должны были обладать высокой степенью надежности. Как впоследствии выяснилось, часть указанных результатов вызвана недостаточной чистотой металла, однако такое объяснение подходило далеко не для всех случаев. Ряд опытов, проведенных более тщательно [5, 7], подтвердил теоретические результаты. Были отмечены две возможные причины отклонения экспериментальных результатов от теоретических влияние продольных перетечек тепла и гравитационных сил. В работе [8] дан теоретический анализ влияния продольных перетечек тепла на процесс стабилизации и стабилизированное значение числа Ки при ламинарном течении. В условиях тепловой стабилизации продольные перетечки тепла повышают температуру потока по сравнению с рассчитанной по тепловому балансу (без учета перетечек). Если в условиях постоянного теплового потока по длине трубы определять среднемассовую температуру жидкости в сечении х из линейной зависимости (<вых—( расстояние от начала обогрева), то полу- [c.122]

Труба с постоянной температурой на стенке. Рассмотрим ламинарное стабилизированное течение жидкости в круглой трубе радиуса а с пуазейлевским профилем скорости (см. разд. 1.5). Введем цилиндрическую систему координат Л, г, где ось направлена по оси потока. Считаем, что на поверхности трубы при > О поддерживается постоянная температура Т2. Входной участок будем моделировать областью г < О, где температура на стенке трубы тоже постоянна, но принимает другое значение, равное Т . [c.122]

Кроме конфигурации граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости па величину и механизм, потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного ji турбулентного потоков различны турбулентные пулбсащш "Гпорождают добавочные касательные напряжения, которые вызывают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в п. 6.6. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил сугцествование критического значения числа Re =-- vdh, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса определять по формуле Re = vdiv (где а — средняя скорость потока d—диаметр трубы), то, как показали опыты О. Рейнольдса и других исследователей, при Re < Re p = = 2300 наблюдается устойчивый ламинарный режим, при Re > [c.140]

Рассмотрите ламинарное гидродинамически стабилизированное течение в круглой ирубе с равномерным то сечению трубы распределением температуры жидхости. В некотором сечении +=0 температура стенки скачкообразно увеличивается на величину а относительно темпв1ратуры жидкости ш этом сечении. Затем температура стенки сохраняет это значение до x+=x+i, где она вновь скачкообразно увеличивается на величину Ь, а затем опять остается неизменной. Выведите общее выражение для плотности теплового потока на стенке и средней массовой температуры жидкости 9т на части трубы вниз по течению от места второго ступенчатого изменения температуры стенки. Примените теорию теплообмена при переменной температуре поверхности. [c.181]

Краткое содержание. Гидродинамический микроскоп позволяет наблюдать движение мельчайших частиц в потоке жидкости, пересекающих интенсивный пучок света, а это в свою очередь дает возможность измерять среднюю скорость жидкости, максимальные величины трех составляющих турбулентной скорости и их максимальное угловое отклонение от среднего направления потока жидкости. Следовательно, этот микроскоп может быть использован для изучения турбулентного потока, особенно вблизи твердой стенки. В статье приведены результаты некоторых исследований, проведенных по этой методике и касающихся главным образом вопросов пограничного слоя. Они включали в себя 1) исследование развитого турбулентного потока в гладком и шероховатом квадратных каналах и в гладкой круглой трубе 2) переход от ламинарного потока к турбулентному в пограничном слое длинного удо-бообтекаемого тела вращения и 3) статическое давление в развитом турбулентном потоке. [c.119]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...