Rövid elméleti információk

Home | Rólunk | visszacsatolás

Lamináris és turbulens rezsimek mozgás.

Figyelembe véve, mint egy ideális folyadék eltekintünk annak viszkozitását. Ez vezet az a tény, hogy az ellenállást a test mozgó egységesen határtalan térben, egyenlő nulla, és összhangban van az adatok a kísérletek reális folyadékok. A valós folyadékok az ágyból lassan, erők késleltetésére mozgását ágy mozgó részecskék nagyobb sebességgel, és fordítva, a részecske réteg gyorsabb ütemben lassabban réteg. Alacsony folyadék sebességének réteg csúszik egymásra. A réteg a falon átszúrni. Ragadós erők arányos áramlási sebesség változás a normális irányban a sebesség. A legsúlyosabban érintik, ahol a változás mértéke nagy. Közelében található a testfelület (csövek, csatornák) viszkózus áramlás régió, amelyben a változás mértéke az úgynevezett a határréteg.

Kívül a határréteg hatás gyenge, és a viszkozitása viselkedését egy viszkózus folyadék közel ideális viselkedést. A viszkózus folyadékot adtunk hozzá, két mozgás: véletlenszerű mozgását molekulák és irányított mozgását a teljes stream. Ezt szem előtt tartva, az egyik tisztázza a határréteg. A határréteg az a régió a viszkózus, folyékony, ahol a súrlódási és a tehetetlenségi erők azonos sorrendben.

Számos megfigyelések és kísérletek azt mutatták, hogy két alapvető mozgási módokat folyadékokat: lamináris és turbulens.

A lamináris áramlás a teljes tömege a folyadék párhuzamosan mozog egymáson elcsúszó nem elegyedő folyamok vagy rétegek.

A turbulens rezsim elválasztásához folyadékot mozgó részecskék mentén tetszőleges komplex pályák, folyamok összekeverjük, és a folyadékáramot egy véletlenszerűen mozgó tömeg.

Először a feltételezés, hogy a két mód a folyadék mozgás kifejezett Mendeleev 1880-ban, amely ezt követően azt igazolta empirikusan O.Reynoldsom 1883, hiányzott neki a vizet a üvegcsövek különböző átmérőjű, szabályozásával a mozgási sebessége a víz bennük szelepek 1 és 5 (1. ábra). Egy vékony csövet egy hegyes vége 3 a bejárat

Ábra. 1. Kísérleti elrendezés O.Reynoldsa:

1, 5 - szelepek; 2 - edényt a színű folyadék; 3 - egy cső, egy hegyes vége;

4 - csövet; 6 - egy hajó; 7 - a lefolyócső

a üvegcsőbe 4 alkalmazták színű folyadék az edényből 2. Az átlagos sebessége a 4 vezetéken-keresztmetszeti területe # 969; Megállapítást nyert, a víz térfogata W, beérkezett az 5 tartály a t idő: V = W / (# 969; t).

Kísérleteket végeztünk, állandó fej (támogatni azt használják a dréncső 7) azt mutatta, hogy kis sebességnél a mozgás a víz a festék 4 cső mozog ott vékony sugárban a fallal párhuzamos, keverés nélkül vízzel. Elérése után bizonyos adatok a kísérlet körülményei között az átlagos sebessége folyadék mozgását részecskék egyenetlenné válik, csepegtető festék kezd rontja, ami az összes víz a csőben színezett.

Trickle elmosódott miatt előfordul, hogy az örvények kialakulása és a véletlenszerű mozgás részecskék. Azonban, a falat, mint a lamináris áramlás, a sebesség nulla (2. ábra).

Ábra. 2. diagram sebesség a cső:

1 - lamináris áramlás; 2 - a turbulens áramlás

A lamináris folyadékáramlást egy cső az arány görbe parabolikus; sebesség egy tetszőleges helyen az áramlási vr =

ahol # 916; p - nyomásesés a cső mentén; # 956; - dinamikus viszkozitás; l - cső hossza; R0 - sugara a cső; r - a sugara a patak ponton sebességét meghatározó.

A maximális sebesség a központja a keresztmetszet a cső tengelye

Az áramlási sebesség csőszakasz Q =. (2)

Összehasonlítása képletek (1) és (3) azt mutatja, hogy a lamináris áramlás átlagos sebessége kisebb, mint 2-szerese a maximális: VaV = 0,5vmax.

A turbulens áramlás a csőben csak akkor beszélhetünk átlagos sebesség. A természet a áramlási függ az átlagos sebesség VaV folyadékot, a cső átmérője d, a dinamikus viszkozitás # 956; és a sűrűség a folyadék # 961;. Mindezen tényezőket figyelembe véve a dimenzió komplex nevezte a „Reynolds-szám”

ahol # 957; - a kinematikai viszkozitás.

Fizikailag a Reynolds-szám az aránya a tehetetlenségi erők és viszkózus erők a folyadék áramlását. Így a folyadék áramlási rendszer minden egyes esetben függ a Reynolds-szám. Számos kísérlet beállítása határértéke a Reynolds-szám, amely felett az áramlás megy a lamináris turbulens. Ez az érték az úgynevezett kritikus Reynolds-szám Rekr = 2320.

Az átlagos arány megfelelő ez az úgynevezett kritikus sebesség Ver =.

Az áramlások keresztmetszetű másik formában, mint a jellemző a hidraulikus sugár Rg vagy azzal egyenértékű átmérője dekv:

A Reynolds-szám meghatározásának kritériuma a folyadék áramlási rendszer a vezetékekben. Amikor Re <2320 mozdulattal történik a lamináris rezsim, amikor Re> 2320 - turbulens. Az átmenet a lamináris turbulens mozgás bekövetkezik, és fordítva közbenső (átmeneti) rezsim (Re = 2320 ... 4000), amelynél az adatfolyamok egy hullámos profilt, de nem keverednek egymással.

A teljesen kifejlődött turbulens áramlás csövek telepített Re = 4000.

1. példa Annak meghatározására, a Reynolds-számot, és a mozgás a víz a vízvezeték módban d = 30 mm, ha a víz áramlási Q = 0136 m3 /s.Temperatura Víz 10 0 C-on

Élő áramlási keresztmetszet

Az átlagsebesség a víz a csőben

A Reynolds-szám Re =.

ude # 957; -. A kinematikai viszkozitás (a táblázat szerint meghatározza, hogy a víz hőmérséklete 10 0 C. # 957; = 1,31 # 8729; 10 -6 m 2 / s).

Ennélfogva, Re =. Mivel Re> Rekr = 2320, a mozgás a víz turbulens.

2. példa Alkalmazott a vízellátás és a szennyvíz csövek átmérője legalább Dmin = 12 mm legnagyobb átmérővel dmax = 3500 mm. A számított sebessége vízmozgás ott 0,5 ... 4 m / s. Határozza meg a minimális és maximális Reynolds szám és vízjárása vizet ezekben a csövekben.

A víz hőmérséklete a vízellátó rendszerek változhat 0-30 0 C; táblázat szerint. Kinematikai viszkozitás 0 0 C. 957 # 0 = 1,79 # 8729; 10 -6 m 2 / s, és a 30 0 C-on # 957; 30 = 0,81 # 8729; 10 -6 m 2 / s.

A minimális Reynolds-szám a d = Dmin = 0,012 m, v = 0,5 m / s, # 957 = # 957; 0:

A maximális Reynolds-szám a d = Dmax = 3,5 m, v = 4 m / s, # 957 = # 957; 30:

Még a legkisebb Reynolds-szám nagyobb Rekr = 2320, így a vezetékek a vízellátás és szennyvíz mozgás mód mindig viharos.