1. Режимы течения жид-ти

Английский физик Рейнольдс в 1888г доказал существование двух качеств. различных режимов течения: ламинарное и турбулентное.

Ламинарное (слоистое) – течение возникает, когда скорость потока сравнительно не велика при этом частицы жид-ти движутся по существу не перемешиваясь друг с другом. При увеличении скорости течение переходит в турбулентное – струйки становятся не устойчивыми, возникает мощный перенос тепла и вещества между струйками, течение становится хаотическим.

Рейнольдс на основании опытов установил, что при различных значениях вязкости μ, плотности ρ, скорости V, и характерного размера d переход определяется не каким-то отдельным параметром, а комплексом, при этом переход происходит при определенном числе

Для круглых труб

Re_кр=2300

Значение Re_кр зависит от случайных возмущений в трубе (тряска, изменение формы и размеров канала).

2. Гидравлические потери.

Гидравлические потери в гидросистемах, в лопаточных машинах существенно ухудшают их характеристики. В нефте- и газопроводах из-за потерь каждые 100-150 м приходится устанавливать компрессоры.

Гидросопротивление имеют и положительные стороны (парашют, горелочные устройства).

Гидравлические потери при течении не сжимаемой жид-ти в каналах могут быть рассчитаны с использованием уравнения Бернулли.

Ρl_тр-ρg(H₁-H₂)-ρl [Па]

[М]

Если l=0 ρl_тр=∆P^*=P₁^*-P₂^*

Различают 2 вида гидравлических потерь:

- местные потери

,

- потери на трение в прямых каналах постоянного сечения

∆Р_тр ∆h_тр

Суммарные потери: ρl_тр=∆P^*_м+∆Р^*_тр

Местные потери – затрата энергии жид-ти на образование и поддержание вихрей в вязкой жидкости вызванное изменением размеров, форм канала, а также совершением работы трения на этом участке.

3. Виды местных потерь.

Внезапное внеплановое расширение каналов

Внезапное плановое сужение каналов

Внезапный плановый поворот канала

Местные потери считаются по формуле Вейсбаха в долях скоростного напора.

Где W – среднемассовая скорость

- коэффициент местного сопротивления

зависит от формы сопротивления, числа Re, имеется в справочнике.

4. Потери на трение. Линейные потери.

Затрата энергии на преодоление трения при течении жид-ти в каналах постоянного сечения.

Все трения зависят от числа Re, шероховатости стенок. Потери на трение определяются по формуле Фарси-Вейсбаха:

Для трубы длиной l:

- длина трубы в калибрах

5. Течение Пуазейль – Гаген.

С увеличением жидкости в трубе уменьшается давление, а скорость остается неизменным.

Течение симметрично относительно оси

Если проинтегрировать уравнение 2 раза, то получим:

Т.о. параболоид

Объемный расход будет равен объему параболоида вращения

V параболоида вращения

-закон Пуазейля – Гагена

Коэффициент трения - закон трения для асимметричных течений при ламинарном движении.

Из закона Пуазейля – Гагена следует потеря на трение при ламинарном течении пропорционально первой степени скорости, вязкости длине канала и обратно пропорционально квадрату d трубы и не зависит от ρ жидкости.