ЖИДКОСТИ Скорости течения в трубах

Теперь давление жидкости в трубе ро+Ар выше давления в резервуаре и жидкость начинает двигаться обратно в резервуар. Происходит упругое расширение массы жидкости в трубе. В течение времени о расширение сопровождается восстановлением в трубе начального давления ро- При этом фронт волны давления отступает в направлении запорного устройства, а скорость течения всей массы в трубе становится опять равной По, но теперь уже она направлена в сторону резервуара. Накопленная при торможении потока жидкости энергия упругого сжатия преобразуется опять в такой же запас кинетической энергии. Давление в жидкости становится равным начальному. Это значит, что масса жидкости в трубе обладает запасом внутренней энергии упругого сжатия (работа упругого сжатия от нуля до ра). Упругое расширение жидкости приводит к торможению потока, движущегося со скоростью По (равной начальной скорости течения в трубе) в сторону резервуара. Кинетическая энергия этого потока равна p Wvi 2. Из трубы обратно в резервуар может поступить только то же количество жидкости Аи , которое ранее поступило из резервуара в трубу. Работа упругих сил при торможении массы жидкости та же, что и при ее сжатии. Следовательно, в течение времени 1 = — [ с вся жидкость в трубе остановится и давление в ней станет ро—Давление в резервуаре теперь выше давления в трубе. Начнется поступление жидкости обратно в трубу со скоростью По с одновременным восстановлением давления ро. Когда фронт волны восстановления давления ро достигнет закрытого конца трубы, произойдет опять гидравлический удар. При измерении давления в жидкости непосредственно у закрытого конца трубы давление будет изменяться от Ро+Ар до ро—Ар. Период времени, [c.366]

В основу рассмотренной в 60 схемы гидравлического удара заложено условие мгновенной остановки потока жидкости. Более близкой к действительности является схема постепенного действия запорного устройства. Из резервуара жидкость поступает в трубу, на конце которой установлена задвижка или кран (см. рис. 9.2). При постепенном уменьшении проходного сечения запорного устройства скорость течения жидкости в трубе будет уменьшаться. Когда кран или задвижка открыты полностью, скорость потока в трубе устанавливается равной Оо. В течение отрезка времени ts пропускное сечение запорного устройства перекрывается и скорость течения в трубе становится равной нулю. [c.370]

Постепенно все более открывая кран С, можно повышать расход, и, следовательно, скорость течения жидкости в трубе В. При этом можно наблюдать следующую картину при небольших скоростях течения в трубе В окрашенная жидкость движется в виде отчетливо выраженной тонкой струйки (рис. 4.2, а), не смешиваясь с потоком неокрашенной воды при повышении скорости течения окрашенная струйка начинает колебаться и принимает волнообразные очертания. Затем на отдельных ее участках начинают появляться разрывы, она теряет отчетливую форму и, наконец, при каком-то определенном значении скорости полностью разрывается, целиком размываясь жидкостью (рис. 4.2,6). При этом отдельные частицы красящего вещества смешиваются со всей массой жидкости, равномерно ее окрашивая. [c.97]

Допустим, что в горизонтальной трубе, присоединенной к резервуару неограниченной е мкости, на расстоянии I от резервуара установлен затвор. Пусть скорость течения в трубе равна V. Закроем мгновенно затвор, тогда возникнет гидравлический удар, и к концу первой фазы вся масса жидкости остановится. [c.292]

Необходимо иметь в виду, что расчет трубопроводов не является решением задачи с одним определенным ответом. Его результаты зависят от выбора величины диаметров участков трубопровода или скоростей в них. Действительно, можно принять в расчете невысокие значения скоростей и получить небольшие потери напора. Но тогда при заданном расходе сечения трубопроводов (диаметры) должны быть большими, система будет громоздкой и тяжелой. Приняв высокие скорости течения в трубах, мы уменьшим их поперечные размеры, но при этом суш,ест-венно (пропорционально квадрату скорости) возрастут потери напора и затраты энергии на работу системы. Поэтому при расчетах обычно задаются какими-то средними, оптимальными , значениями скоростей течения жидкости. Для водяных систем оптимальная скорость имеет порядок примерно 1 м/с, для воздушных систем низкого давления — 8— 12 м/с. [c.25]

В 80-х годах прошлого столетия работы, связанные с изучением сопротивления движению жидкости при течении в трубах, зашли в тупик. Опыты одних исследователей (немецкий инженер-строитель Г.Хаген, французский врач Ж.Пуазейль) показали, что сопротивление линейно зависит от скорости. В то же время не менее тщательные и точные опыты французского инженера А.Дарси свидетельствовали, что сопротивление пропорционально квадрату скорости. Возникшее противоречие тормозило развитие инженерной практики и требовало разрешения. [c.83]

Измерения переноса количества движения в случае полностью развитого течения в трубе позволяют непосредственно оценить затраты энергии на перемещение жидкости. Еще более важно отметить, что полностью развитое течение в трубе является очень удобной моделью для изучения механики жидкости, позволяющей продемонстрировать основные ее законы. Это очевидно из рассмотрения уравнения Навье — Стокса для осевой компоненты скорости при стационарном ламинарном осесимметричном течении в отсутствие массовых сил. В цилиндрических координатах оно имеет вид [686] [c.152]

Сравнивая уравнения (52) и (9.Т1), убеждаемся в существовании глубокой аналогии между течением газа по трубе и поступательно-вращательным движением несжимаемой жидкости по трубе. Различие ме.жду этими движениями заключается лишь в том, что в первом случае критической скоростью является скорость звука, а во втором — скорость распространения длинных центробежных волн. При поступательно-вращательном течении в трубе переменного [c.669]

Полученные результаты справедливы для участков трубы с вполне развившимся ламинарным течением. В действительности, жидкость, которая поступает в трубу, должна пройти от входного сечения определенный участок, прежде чем в трубе установится соответствующий ламинарному режиму параболический закон распределения скоростей. [c.119]

Закроем задвижку водопроводной трубы, а впускной кран оставим открытым. Резервуар будет опоражниваться. При этом мы будем наблюдать неустановившееся движение жидкости. На самом деле глубина воды в резервуаре Н с течением времени уменьшается. В связи с этим уменьшаются глубина h погружения рассматриваемой точки в жидкость, давление и скорость течения в этой точке. В результате наступит момент, когда резервуар опорожнится и все компоненты движения (и, р, h) будут равны нулю. [c.81]

Течение в трубе на таком удалении от входа, что поле скорости практически не зависит от характера распределения скорости на входе, называется стабилизованным. В случае постоянных физических свойств жидкости при стабилизованном течении распределение скорости по сечению не изменяется по длине трубы. Гидродинамическое сопротивление. Введем понятие коэ( и-циента сопротивления. При движении жидкости по трубе в результате диссипации энергии происходит уменьшение давления. Выделим участок трубы радиусом г, длиной I в области стабилизованного течения (рис. 25.2). [c.294]

В 36 указывалось, например, что переход из ламинарного течения в турбулентное может быть осуществлен в результате увеличения скорости течения жидкости в трубе, или снижения (например, путем подогрева) вязкости жидкости при сохранении прежней скорости течения в той же трубе, или, наконец, перекачивания в аналогичных условиях другой жидкости, имеющей большую плотность. [c.129]

Продвигаясь по каналам пористой среды, жидкость встречает со стороны последней сопротивление. Потерю напора на единице длины пути фильтрационного потока будем называть, по аналогии с течением в трубах или в открытых каналах, гидравлическим уклоном. Многочисленные опыты свидетельствуют, что связь между гидравлическим уклоном и скоростью фильтрации чаще всего может [c.323]

При равномерном движении жидкости или газа скорости течения в сходственных точках постоянны независимо от координат этих точек. Примером такого движения может служить течение несжимаемой жидкости с постоянным расходом в трубе постоянного сечения. [c.68]

Проделаем следующий опыт. К резервуару А, наполненному водой, присоединим стеклянную трубку В, скорость течения в которой регулируется краном С (рис. 85). Раструб D в -начале трубы служит для ликвидации возмущений, которые возникают в потоке при неплавном входе. Переливная труба Е устраивается для поддержания постоянного уровня в резервуаре А. Чтобы движение жидкости можно было наблюдать визуально, в трубу с помощью капиллярной трубки F подается раствор краски (например, марганцовокислый калий). [c.138]

Образование пристеночного слоя связано со свойством жидкости прилипать к стенкам русла (например, при течении в трубах — к стенкам трубы). Скорость на стенке равна нулю. В пристеночном слое вязкость жидкости оказывает влияние на размер местных скоростей. Толщина пристеночного слоя б, согласно гипотезе проф. Н. Е. Жуковского, зависит от вязкости жидкости v и от скорости V. [c.57]

Задача 6.3. Рабочая жидкость с вязкостью v = 0,2 Ст и плотностью р = 900 кг/м подается в цилиндр пресса грузовым гидроаккумулятором по трубопроводу длиной 1= = 100 м и диаметром d = 30 мм. Вес груза аккумулятора G = 380 кН диаметр поршня Di=220 мм. Определить скорость движения плунжера, если усилие прессования F = = 650 кН, а диаметр плунжера 02 = 300 мм. Режим течения в трубе принять ламинарным. Весом плунжера пренебречь. [c.107]

Примем для течения в трубе, что wo—w и to=t, где w и г-—соответственно средние по сечению скорость и температура жидкости. [c.213]

При обработке данных но спектру пульсаций давления на стенке было почти общепринято представлять спектральную плотност . о (oj) и частоту (О в безразмерном виде с помощью величин U и /, входящих в число Струхаля u HU. Для пограничного слоя и — Uoo (скорость вне пограничного слоя) и I Ь (толщина вытеснения), а для течения в трубе U = U (средняя скорость жидкости в трубе) и I = d (диаметр трубы). [c.308]

Некоторые общие характеристики турбулентного течения в трубах и механизм переноса импульса обсуждались в гл. 6. Было показано, что у стенки существует универсальный турбулентный профиль скорости ( закон стенки ). Разрушение ламинарной структуры течения и образование турбулентных вихрей приводят к резкому возрастанию турбулентной вязкости жидкости. Согласно теории пути смешения Прандтля увеличение вязкости сопровождается также существенным увеличением турбулентной теплопроводности. Мы рассмотрим эту простую модель процесса теплообмена при турбулентном течении и проанализируем ее следствия. [c.184]

Данная задача решается в [Л. 4-11] по иному методу. Скорость движения в трубе vj принимается постоянной и одинаковой сечении. Однако температура жидкости на границе соприкосновения со стенкой трубы [6 (/ , х, т)= = Ф х, т)] принимается отличной от температуры самой стенки трубы [Т (Ц, х, t) = ф (х, т)], где/ —внутренний радиус трубы. Таким образом, на границе соприкосновения жидкости и стенки трубы имеет место скачок температуры. В то же время потоки тепла одинаковы. Эти допущения, хотя и несколько необычны, но позволяют решить задачу до конца. Обозначим температуру жидкости через 0 (л, г, х), а стенки трубы Т (х, г, т), где л —направление вдоль трубы, совпадающее с направлением течения жидкости. [c.284]

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]

Трубопроводы служат для передачи рабочей жидкости от насосов к гидромоторам и управляющим устройствам. Обычно в качестве трубопроводов применяют металлические трубы, если нет взаимного перемещения агрегатов, которые они соединяют, или гибкие шланги, если такие перемещения имеют место. К трубопроводам предъявляются требования обеспечения их прочности и герметичности. Размеры трубопроводов выбираются исходя из допустимых скоростей течения в них жидкости. Внутренний диаметр трубопровода [c.76]

При течении жидкости (газа) в трубе различают гидродинамический начальный участок, т. е. участок от входа до некоторого сечения, и участок стабилизированного течения, расположенный за начальным участком. В гидродинамическом начальном участке профиль скорости изменяется по длине от профиля во входном сечении до полностью развитого профиля скорости. На участке стабилизированного течения профиль скорости остается полностью развитым, т. е. неизменным по длине (в случае постоянных свойств жидкости). При течении в обогреваемой (охлаждаемой) трубе в свою очередь различают термический [c.164]

При рассмотрении процессов турбулентного течения в трубах особое внимание следует уделить струйкам жидкости, которые движутся непосредственно вблизи стенок. Как следует из анализа эпюры распределения скоростей (линия В на рис. 5.3, в), около стенок их значения невелики. Поэтому вдоль стенки образуется особый слой с низкими скоростями, который принято называть вязким подслоем. [c.52]

Модельные эксперименты [4] по воздействию на трахею потока газа, в которых газ движется с постоянной скоростью II в трубе со слоем жидкости на ее стенке, показали, что масса М выносимой из трубы жидкости в течение импульса длительностью г определяется соотношением [c.245]

Если кран С сильно открыт, скорость течения в трубе окажется значительной и струйка раствора краски будет размываться, равномерно окрашивая всю массу жидкости, что указывает на непрерывное и интенсивное перемешивание ее слоев. Отдельные частицы жидкости или целые группы частиц конечных размеров ( жидкие комки ) ведут себя приблизительно как молекулы по представлениям кинети- [c.138]

Все вертушки вследствие относительно батьшой массы сноих крашаю щихся частей дают только средние во времени значения. Особенно запаздывают при изменении скоростей течения показания анемометров =J. Поэтому скорости быстрых порывов ветра не могут измеряться такими приборами. При применении анемометров для определения скоростей течении в трубах следует иметь в виду, что в этих сл -чаях анемометры дают несколько более высокие показания. Это объясняется тем, что вертушкз и ее корпус уменьшают просвет трубы и этим увеличивают перед местом своей установки напор жидкости. Это действие там [c.245]

Ламинарное течение в трубе происходит при Re= = ui ou7v 2300, где Wo = Glpf — средняя по сечению трубы / скорость жидкости d — внутренний диаметр трубы V — кинематическая вязкость. При невозмущенном потоке на входе в трубу в начальном сечении при х=0 имеем однородное поле скорости (прямолинейный профиль)— рис. 15.2. У стенки трубы формируется пограничный слой, толщина его растет в направлении потока и при х = 1н заполняет все поперечное сечение трубы, при этом n=dl2. Оценить величину 1 можно на основе формулы (14.54) для плоского пограничного слоя, которую можно представить так л76= (1/4,64) i oe/v при b = d 2 имеем x /d —0,0116 Re, т. е. величина la d состав- [c.377]

Ламинарный режим течения жидкости (или газа) — режим течения параллельных слоев ( ламин ), которые не перемешиваются между собой. Взаимодействие слоев обусловлено вязкостью и различием скоростей. При ламинарном течении критерий Ке не достигает критического значения. При течении в трубах [c.102]

В условиях дисперсно-кольцевой структуры потока, т. е. с момента начала срыва капель с поверхности пленки, определяемого формулами (1.72) и (1.73), расчет коэффициента теплоотдачи следует вести, подставляя в формулу (8.5) действительную среднюю скорость жидкости в пленке, которая может быть во много раз меньше скорости w. Однако, как уже отмечалось, в обогреваемых трубах из-за набухания пристенного двухфазного слоя весьма трудно точно измерить толщину пленки, а следовательно, и среднюю скорость течения в ней жидкости. В связи с этим был иредло-жрн метод, дающий возможность, минуя непосредственные измерения, найти эффективное значение скорости жидкости в пленке Wэф, которым определяются интенсивность..теилообмена и гидродинамическое сопротивление при дисперсно-кольцевой структуре [180]. Метод основан на гидродинамической теории теплообмена. Предполагается, что в двухфазном потоке при определенных сочетаниях режимных параметров (так же как и в однофазном) устанавливается соответствие между интенсивностью теплообмена и гидродинамическим сопротивлением. [c.243]

Рассматриваемая задача сложнее, чем расчет теплообмена при турбулентном течении в трубе жидкости с постоянными физическими свойствами (гл. 9), так как в этом случае отсутствуют опытные данные по профилям скорости, из которых можно определить коэффициент турбулентного переноса импульса. Профиль скорости в этом случае требуется находить расчетным путем. Для вычисления коэффициента турбулентного переноса импульса в подслое Дайсслер использовал уравнение (6-37), а в турбулентном ядре — уравнение Кармана [Л. 7] [c.315]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...