Контрольные вопросы

1. Назовите основные режимы течения потоков.

2. Как определить среднюю скорость потока, движущегося ламинарно?

3. Какие величины характеризуют режим течения потока?

4. Каково соотношение между средней к максимальной скоростями потока при турбулентном течении?

5. Что такое критерий Рейнольдса? Каков его физический смысл?

6. Назовите критическое значение числа Рейнольдса для прямых труб, для змеевиков.

7. При каком значении числа Рейнольдса наблюдают развитый турбулентный режим потока?

8. Какая скорость потока входит в критерий Рейнольдса?

9. В каком интервале чисел Рейнольдса наблюдают переходную область режима течения?

ЛИТЕРАТУРА

1. А.Г. Касаткин «Основные процессы и аппараты химической технологии», - М.: Химия, 1973, - 750 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО

Coпротивления трубопроводов

ВВЕДЕНИЕ

В расчетах процессов, связанных с движением жидкостей и газов, важное значение имеет характер движения рассматриваемого потока. При достаточно медленном движении жидкости в прямолинейном направлении, пути отдельных частиц ее представляют собой параллельные прямые, образующие при поворотах правильную систему кривых. Такое движение, когда частицы жидкости движутся прямолинейно и параллельно друг другу, называется струйчатым или ламинарным.

Наоборот, при больших скоростях отдельные частицы жидкости, даже в случае прямолинейного движения, будут двигаться беспорядочно, по замкнутым кривым в различных направлениях, причем эти пути будут постоянно изменяться, такое движение называется вихревым или турбулентным.

Характер движения жидкости зависит от средней скорости движения жидкости  (м/с); диаметра трубопровода d (м); плотности жидкости  (кг/м³) и ее динамической вязкости , (Пас).

Определяется характер движения жидкости по величине критерия Рейнольдса (Rе), связывающего эти величины

(2.1)

Установлено, что для ламинарного режима численное значение Рейнольдса меньше определенного "критического" числа, а для турбулентного режима – больше. Для прямых труб критическое значение Рейнольдса Re_кр=2320.

Турбулентное движение становится вполне устойчивым только при Re_кр > 10000. При 2320 < Re_кр < 10000 движение неустойчиво и оба вида движения могут проявляться одновременно и легко переходить один в другой.

Одним из важнейших пунктов при расчете трубопроводов является определение потерь энергии напора при движении жидкости. Потеря напора в трубопроводе обусловлена наличием сопротивлений, которые должна преодолеть протекающая жидкость на своем пути.

Эти сопротивления бывают двух родов:

1. Сопротивление трения жидкости о стенки - потерянный напор  Н_тр;

2. Местные сопротивления, возникающие при изменении направления движения жидкости или геометрической формы трубопровода – потерянный напор Н_м.с.

,м , м; (2.2)

, Н/м² , Н/м² (2.3)

где:  – коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от характера движения среды (ламинарный, переходный, турбулентный); l – длина пути, м; d – диаметр трубопровода, м;  – скорость движения потока в соответствующем сечении трубопровода, м/с;  – плотность движущегося потока, кг/м³;  – коэффициент местного сопротивления.