Значения коэффициента вязкости различных жидкостей приведены в табл. 4.

Таблица 4. Динамический коэффициент вязкости для некоторых жидкостей

2.Основные характеристики течения жидкости

2.1.Средняя скорость течения и расход

При гидравлических расчетах трубопроводов течение жидкости полностью характеризуется средней по сечению скоростью потока u, определяемой отношением объемного расхода жидкости Q к площади поперечного сечения трубы S: u = Q/S.

Объемный расход определяется объемом жидкости, прошедшим через поперечное сечение трубы в единицу времени, и измеряется в м3/с. Поток жидкости может также характеризоваться массовым расходом Qm, который определяется массой жидкости, прошедшей через поперечное сечение трубы в единицу времени, и измеряется в кг/с. Массовый расход равен объемному, умноженному на плотность

жидкости: Qm = Q.

Средняя скорость течения жидкости в водопроводных сетях принимается 1-1,5 м/с.

290

2.2. Режимы течения

Режим движения жидкости бывает ламинарным и турбулентным. Потери энергии в потоке зависят от режима движения жидкости.

При ламинарном (слоистом) режиме течение устойчивое, частицы жидкости движутся по плавным непересекающимся траекториям. Слои жидкости движутся не перемешиваясь. Жидкость плавно обтекает встречающиеся препятствия.

Турбулентный режим характеризуется беспорядочным (хаотичным) движением частиц жидкости, что обеспечивает сильное перемешивание слоев, выравнивание характеристик потока в его сечении. Турбулентное течение жидкости в отличие от ламинарного описывается не мгновенным значением скорости частиц, а ее значением, осредненным за достаточно большой промежуток времени. Вследствие интенсивного хаотического движения жидкости турбулентный режим характеризуется большими потерями энергии, чем ламинарный при том же расходе. Тот или иной режим движения жидкости определяется соотношением сил инерции и сил вязкости в потоке,

которое выражается безразмерным комплексом критерием (числом) Рейнольдса Re udr , в котором u средняя по сечению

скорость потока, кинематический коэффициент вязкости жидкости, dr гидравлический диаметр трубы, равный отношению учетверенной площади сечения трубы к ее периметру П: dr = 4S/П . Для круглой трубы dr равен ее диаметру. Для прямоугольной трубы с размерами (а х b) диаметр равен dr = 2 аb/(а + b).

Переход от ламинарного режима течения к турбулентному происходит при определенных значениях числа Рейнольдса, называемых критическими (Re)кр. Нижний предел (Re)кр для трубы круглого сечения равен примерно 2300. Устранением возмущающих воздействий (вибраций, шероховатостей стенок, острых углов при входе в трубу) можно добиться значительного повышения (Re)кр (до 12000-13000). Для технических расчетов принимается (Re)кр = 2300. При Re < 2300 течение считается ламинарным, при Re > 2300 – турбулентным.

291