ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ. Движение всякой вязкой жидкости по трубопроводу сопровождается потерей напора по
Движение всякой вязкой жидкости по трубопроводу сопровождается потерей напора по длине, возникающей в следствие трения жидкости о стенки трубопровода, трения между слоями движущейся жидкости, а также турбулентного перемешивания. Кроме того, величина потерь зависит также от формы, размеров и шероховатости труб, а также от скорости движения и вязкости жидкости. Потеря напора - есть часть механической энергии жидкости, которая ввиду работы сил трения, распределенных по длине потока (потери по длине), а также сосредоточенных в отдельных участках потока (местные потери), переходит в тепло и необратимо теряется. Потери напора по длине hтр, для установившегося турбулентного режима движения жидкости определяется по формуле Дарси-Вейсбаха: где hтр – потери напора; L – длина трубопровода; l – коэффициент гидравлического трения; v – средняя скорость потока; d – диаметр трубопровода. Коэффициент гидравлического трения учитывает влияние на потерю напора по длине таких факторов, которые не получили отражения в формуле Дарси - Вейсбаха в явном виде. Важнейшим из этих факторов является вязкость жидкости и состояние стенок трубы. При турбулентном режиме движения коэффициент гидравлического трения, как установлено теорией подобия, в общем случае зависит от двух безразмерных параметров числа Рейнольдса Rе и относительной шероховатости Кэ/d: Коэффициент гидравлического трения экспериментально определится на основании соотношения, получаемого из формулы Дарси - Вейсбаха:
Таким образом, коэффициент гидравлического трения можно определить по измеренным величинам потери напора и скоростного напора на экспериментальном участке трубопровода. Внутренняя структура потока и характеристика шероховатости поверхности трубы (относительная шероховатость) обуславливают четыре типа зависимости коэффициента от числа Рейнольдса и относительной шероховатости. 1. Ламинарный режим (Rе<2300). Обтекание выступов шероховатости стенок трубы плавное, вследствие чего относительная шероховатость не влияет на величину коэффициента l. Этот коэффициент зависит только от скорости потока и определяется из соотношения (формула Пуазейля) (21) 2. Гидравлически гладкие трубы (4000<Rе<105). Поток состоит из турбулентного ядра и ламинарного пристеночного подслоя. Толщина ламинарного подслоя больше среднего значения абсолютной шероховатости. Поэтому коэффициент l не зависит от относительной шероховатости, а зависит только от числа Rе. (формула Блазиуса) (22) 3.Доквадратичная область (шероховатых труб) 105<Rе<500d/kэ. Толщина ламинарного подслоя соизмерима с величиной значения абсолютной шероховатости. Отдельные выступы выходят за пределы ламинарного подслоя и влияют на сопротивление движению. Коэффициент зависит как от числа Рейнольдса, так и от относительной шероховатости: 4. Квадратичная (автомодельная) область (Rе>500×d/Кэ) Развитый турбулентный режим. Толщина ламинарного слоя уменьшается по мере увеличения Rе и намного меньше среднего значения абсолютной шероховатости. Поэтому коэффициент l зависит только от относительной шероховатости Кэ/d: Особо следует выделить область, соответствующую переходному режиму (2300<Rе<4000). Для этой области характерна перемежающая турбулентность, т.е. постоянно происходит изменение структуры потока из ламинарной в турбулентную и обратно коэффициент l можно определить по формуле Френкеля:
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (585)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |