Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса и его критическое значение

Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса и его критическое значение

Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса и его критическое значение. Многочисленные экспериментальные исследования показали, что потери энергии при движении жидкости во многом зависят от характера движения частиц жидкости в потоке и режима движения сети жидкости. Д, еще в 1880 г. Я… Менделеев в своей работе»о сопротивлении жидкостей и авиации» показал существование различных типов движения жидкости, отличающихся друг от друга характером кинетической скоростной зависимости фрикционного force.

Более подробно эти типы движений жидкости изучал британский физик О. Е. Ин 1883.It был изучен Рейнольдсом. Визуально особенности режима движения можно наблюдать в специальной экспериментальной установке. Схема показана на рисунке. 6.1.In в емкости Б достаточно большого размера, заполненной жидкостью, установлена стеклянная трубка т. Вход в трубу будет smooth. At на конце трубы установлен кран К, который контролирует расход. Измерение расхода производится с помощью измерительного бака м и секундомера. 4.10.

В общем случае режим движения жидкости определяется безразмерным комплексом, называемым числом (критерием) Рейнольдса. Людмила Фирмаль

• Над баком; Б-емкость с, заполненная лакокрасочным раствором, плотность которого близка к плотности жидкости в потоке. Через T \tube, краска будет введена в поток. Расход краски регулируется краном R. При открытии крана K в трубе T устанавливается определенный расход (высота уровня жидкости в баке поддерживается постоянной).Нажмите P, чтобы открыть, а затем для работы Бу Т начинает проливать краску. Если скорость потока V в трубе T низкая, краска образует струйку.

Эта струйка выбрасывается прямо и резко и не смешивается с окружающей жидкостью. Выраженного обмена частицами между окрашенным потоком и окружающей жидкостью не происходит. Если вы введете краску в жидкость с некоторой струйкой, все будет двигаться, не смешиваясь с остальной жидкостью. Это показывает, что в прямой стеклянной трубке т, при заданном открытии крана, жидкость движется через отдельные слои, которые не смешиваются друг с другом. Текущая линия проста и стабильна(рис.6.2,а).

Когда кран открывается дальше, цветная струйка начинает изгибаться и становится волнистой. Это происходит только в результате временного изменения (пульсации)локального вектора скорости в потоке. При дальнейшем увеличении скорости потока в трубе Т струйка разделяется на четко видимые вихри, которые перемешиваются со всей массой жидкости, по которой течет окрашенная струйка(рис.6.2, б). 111. Движение жидкости без изменения локальной скорости (пульсации), приводящее к перемешиванию жидкости, называется ламинарным течением (от лат.1-слой).

• Движение жидкости. За это время происходят локальные изменения скорости (пульсации) 、 Это жидкость, называемая турбулентной (от латинского ligiuliis-случайный). Также используются термины ламинарный и турбулентный режимы движения. Когда кран постепенно закрывается, явления повторяются в обратном порядке. Однако переход от турбулентного течения к ламинарному происходит со скоростью, меньшей скорости, при которой наблюдается переход от ламинарного течения к турбулентному.

Изменение режима движения жидкости называется критическим расходом. Рейнольдс обнаружил существование 2 критических скоростей.1, когда режим ламинарного течения движения изменяется на режим турбулентности, это верхняя предельная критическая скорость O. it называется s. It экспериментально доказано, что величина верхней критической скорости зависит от внешних условий проведения эксперимента: постоянной температуры, уровня вибрации оборудования и др.

Нижняя критическая скорость в широком диапазоне внешних условий практически не изменяется. Эксперимент показал, что нижняя критическая скорость течения в цилиндрической трубе круглого сечения пропорциональна кинематической вязкости V и обратно пропорциональна диаметру D трубы. ООН. КР = 112. Получается, что коэффициент пропорциональности k одинаков для разных V и th. к = СГ <11 П-2320. В честь Рейнольдса этот коэффициент был назван критическим числом Рейнольдса и получил название Kekr.

Иногда выделяют третий режим движения жидкостей — переходный, при котором упорядоченное движение частиц очень неустойчиво, и при малейшем изменении условий перемещения потока может произойти переход от ламинарного режима к турбулентному, и наоборот. Людмила Фирмаль

• Для потоков, основанных на известных©, у, y, число Рейнольдса Ke = Vy?/ >>Можно настроить и рассчитать и сравнить его с критическим значением Kekr. Для Re <ReKr, Y <^N. режим движения KR и жидкости является ламинарным. В случае Кежкр, y> Rn. kr и обычно режим движения-турбулентность. Однако за счет создания особых условий для движения жидкостей(плавный вход в трубы, изоляция от динамических воздействий и др.), удалось получить и наблюдать ламинарные движения труб, достигающие (40-50) * 103 и более в лабораторных условиях.

Однако такие ламинарные движения очень неустойчивы, и эффект малых возмущений достаточен для перехода к возмущенному. Итак, в общем случае режим движения жидкости определяется безразмерным комплексом (6.1） VI. VI. С / Р В Состоит из 4 значений: динамической вязкости p, плотности жидкости p, характерного геометрического размера биологического участка I и средней скорости потока V Это ком

Смотрите также:

Курсовая работа по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Незатопленные струи.
2. Динамические свойства струи.
3. Турбулентные потоки. Осредненные скорости и напряжения. Пульсационные составляющие.
4. Двухслойная модель турбулентного потока.