уменьшения интенсивности турбулентности в трубах устанав­

Турбупизирующая

Рис. 6.6. Иллюстрация управления режимами те­ чения:

а—турбулизирующая решетка; б—хонейкомб

жидкости, как pi, Я, D, но является функцией точки и формы турбу­ лентного течения. Во многих случаях удается установить простую связь между длиной пути перемешивания и характерными разме­ рами рассматриваемых течений. Эти зависимости устанавливаются экспериментально для каждой формы турбулентного течения от­ дельно (п.п. 8.1, 17.1). Поэтому теория пути перемешивания назы­ вается полуэмпирической и не является универсальной.

В теории пути перемешивания принята весьма упрощенная мо­

dU/dy = 0. Поэтому имеются другие теории турбулентности [28] и их разработка продолжается.

Однако теория пути перемешивания с успехом применяется для расчета турбулентных течений в трубах, в пограничном слое и в струйных течениях. Кроме того, эта теория указывает эффектив­ ные методы управления турбулентными течениями.

6.6. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ПО ЧИСЛУ РЕЙНОЛЬДСА

Число Рейнольдса, характеризующее отношение сил инерция к силам вязкости, действующих на частицы жидкости в потоках, является важнейшим 'критерием гидродинамического подобия те­ чений. Во-первых, его величина определяет качественно отличные режимы течения жидкости — ламинарный и турбулентный. Во-вто­

Различают два вида гидравлических потерь:

а) местные потери Арм*, ДЛМ*; б) потери на трение в прямых

В большинстве задач уравнение Бернулли используется для, определения падения полного давления на участке канала 1—2 я

Рис. 6.7. Виды гидравлических сопротивлений:

а—внезапное расширение канала; б—то же постепенное; б—внезапное сужение канала; г—то же постепенное; <5—поворот канала; а—потерн на трение

для определения потребной технической (внешней) работы для; обеспечения заданного полного давления /?2* Для этого необходи­ мо знать величину гидравлических потерь, т. е. рассчитывать их без использования уравнения Бернулли.

Р а с ч е т ме с т н ых г и д р а в л и ч е с к и х п о т е р ь . Мест­ ные потери это затраты энергии жидкости на образование и под­ держание вихрей в вязкой жидкости, вызванное изменением раз­ меров и формы канала, а также на совершение работы трения на этих участках. На рис. 6.7 представлены три простейшие вида местных сопротивлений: 1) внезапное а и постепенное б расшире­ ние канала; 2) внезапное в и постепенное г сужение канала; 3) по­ ворот канала д. Другие, более сложные виды местных сопротивле­ ний — краны, дроссели, различные устройства, помещенные в по­ ток, являются сочетанием простейших видов.

Местные потери выражаются по формуле Вейсбаха в долях скоростного напора

ной на преодоление данного местного сопротивления, к скоростно­ му напору в сечении i. Величина £* зависит от формы местного со­ противления, от режима течения и числа Рейнольдса, а также от выбора сечения i для подсчета средней скорости

На рис. 6.7 схематично показано измерение местных потерь двумя пьезометрами полного давления. Приемники полного давле­

траты энергии на преодоление трения при течении жидкости в пря­

Расчет гидравлических сопротивлений сводится к определению средней скорости и £ и £Тр, которые, прежде всего, зависят от ре­ жима течения. Из-за принципиальных различий между ламинар­ ным и турбулентным течениями их исследуют раздельно.