9.Число Рейнольдса

Характер течения жидкости по трубе зависит от свойств жидкости, скорости ее течения, размеров трубы. Английский физик и инженер Осборн Рейнольдс (1842-1912) изучал переход от ламинарной формы течения к турбулентной. Он экспериментально показал, что турбулентность возникает, когда определенная комбинация величин, характеризующих движение, превосходит некоторое критическое значение. Им было введено безразмерное число, позднее названное в его честь числом Рейнольдса, которое характеризует течение жидкости по трубе (каналу).

Число Рейнольдса определяется по формуле: ,

где ρ_ж - плотность жидкости, η - ее вязкость, V - скорость течения, D - диаметр трубы.

Это число является критерием вида течения. Существует критическое значение числа Рейнольдса: для гладких цилиндрических труб Re_Kp = 2300. Если число Рейнольдса больше критического, то движение жидкости турбулентное, если меньше, то ламинарное. Например, при атеросклерозе критическое число Рейнольдса в некоторых сосудах становится равным 1160.

Так как число Рейнольдса зависит от вязкости и плотности жидкости, то удобно использовать в этой формуле кинематическую вязкость: . Тогда число Рейнольдса можно записать в виде . Кинематическая вязкость полнее, чем динамическая, учитывает влияние внутреннего трения на характер течения жидкости или газа. Так, динамическая вязкость воды приблизительно в 100 раз больше, чем воздуха (при 0°С), но кинематическая вязкость воды в 10 раз меньше, чем воздуха, и поэтому кинематическая вязкость сильнее влияет на характер течения воздуха, чем воды.

10.Формула стокса. Подробно объяснить ход работы по определению коэффициента вязкости жидкостей методом Стокса. Дать формулу для вычисления коэффициента вязкости в этом опыте.

Формула стокса-Fтр = 6Пnrv где-r-радиус шарика, v-скорость шарика.

Ход работы-

1. цилиндр наполняем глицерином.(цилиндр с 2-мя кольцевыми метками

2. отмечаем высоту

3. берем стальные шарики, измеряем их диаметр.

4. в жидкость опускаем шарики и в определенном промежутке засекаем время.

5. данные вносим в табл

6. определяем вязкость жидкости.

n= d2tg(пл.ш-пл.ж)/18l

где.пл.ж-плотность жидкости, пл.ш-плотность шарика,

n-вязкость(ню), d-диаметр шарика, t-время, g=9,8, l-высота

11.Подробно объяснить ход работы по определению коэффициента вязкости жидкости методом оствальда, дать формулу для вычисления вязкости в этом опыте.

Ход работы:

1.жидкость известной концентрации наливаем в вискозиметр и с помощью шприца поднимаем столб жидкости выше верхнего резервуара.

2.с помощью секундомера засекаем время вытекания жидкости из верхнего резервуара.

3.Проводим этот опыт 3 раза с жидкостями с концентрацией 50%, 25%, 12% и неизв. концентрацией.

4.строим график зависимости вязкости и по нему примерно определяем неизв. Концентрацию.(по оси У-вязкость, по оси Х-концентрация)

Формула вязкости по оствальду.

Vисл/Vводы =Тисл\Тводы

Где-Vисл- вязкость исследуемой жидкости, Т-время вытекания жидкости

Vисл=А*Тисл

12.Условия применимости закона Пуазейля. Формула Пуазэйля. Гидравлическое сопротивление.

Условия применения

Формулой Пуазейля пользуются при расчетах показателей транспортировки жидкостей и газов в трубопроводах различного назначения. Ламинарный режим работы нефте- и газопроводов является наиболее выгодным в энергетическом отношении. Так, в частности, коэффициент трения при ламинарном режиме практически не зависит от шероховатости внутренней поверхности трубы (гладкие трубы).

Формула Пуазейля:

формула Пуазейля для перепада давления, необходимого для поддержания вязкого течения в малой трубке постоянного диаметра D длиной L:

Гидравлическое сопротивление -сопротивление движению жидкости, приводящее к потере механической энергии потока (потери напора, гидравлические потери). Гидравлические сопротивления подразделяют на линейные сопротивления (по длине прямолинейного пути), обусловленные вязкостью жидкости, и местные сопротивления возникающие в местах изменения диаметра или направления к скорости потока (в задвижках, вентилях, коленях, тоойниках, диафрагмах.