14.Коэффициент Кориолиса, физический смысл что показывает и какие имеет значения для ламинарных и турбулентных потоков.

Коэффициент α (коэффициент кинетической энергии или коэффициент Кориолиса) он представляет собой отношение действительной энергии жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение, к кинетической энергии, которой обладал бы поток при том же расходе, если бы скорости во всех точках живого сечения были бы одинаковыми и равнялись средней скорости.

Кориолиса всегда больше единицы. Чем больше неравномерность распределения скоростей в поперечных сечениях потока, тем коэффициент Кориолиса имеет большее значение. Существует два вида движения жидкости, которые рассмотрим позже, этот ламинарный движение и турбулентный. Для ламинарного потока жидкости в трубах , а для турбулентного - . То есть при турбулентном потоке скорости в сечении распределены более равномерно, чем при ламинарном потоке.

15.Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса, его критическое значение, критические скорости.

Существуют два режима движения жидкости ламинарный и турбулентный.

Движение жидкости, при котором отсутствуют изменения ( пульсации) местных скоростей, приводящие к перемешиванию жидкости, называют ламинарным.

Движение жидкости, при котором происходят изменения (пульсации) местных скоростей, приводящие к перемешиванию жидкости, называют турбулентным.

Переход от турбулентного режима к ламинарному происходит при скорости, меньшей чем та, при которой наблюдается переход от ламинарного движения к турбулентному. Скорость потока, при которой происходит смена режима жидкости, называется критической.

Существуют две критические скорости: одна – при переходе от ламинарного режима движения в турбулентный режим, она называется верхней критической скоростью V_в.вк, другая – при переходе турбулентного режима движения в ламинарный режим, она называется нижней критической скоростью V_н.кр.. Опытным путем доказано что значение верхней критической скорости зависит от внешних условий опыта: постоянства температуры, уровня вибрации установки. Нижняя скорость остается практически неизменной.

Критическое число Рейнольдса:

Re_кр=2320.

Физический смысл числа Рейнольдса состоит в том, что оно выражает отношение сил инерции к силам вязкости.

При преобладании сил вязкости – режим ламинарный, при преобладании сил инерции – турбулентный.

Для любого потока можно составить и вычислить число Рейнольдса Re=vd/ν и сравнить его с критическим значением. Если Re<Re_кр, то режим движения ламинарный; если Re>Re_кр, то режим движения турбулентный.

16)Двухслойная модель турбулентного потока

Основной особенностью турбулентного режима движения является интенсивное перемешивание частиц жидкости (молей ).Причем , перешиваются именно моли а не молекулы жидкости. Интенсивность процесса перемешивания растет с увеличением числа Рейнольдса

Современные представления о структуре потока в трубе при турбулентном режиме движения представим в виде , приближенной двухслойной схемы (модели) (рис. 6.5) . На твердой стенке( внутренняя поверхность трубы ) скорости , в том числе и пульсационные , = 0 . Вблизи твердой стенки находится весьма тонких слой , толщину его обозначим (на рис 6.5. данный размер непропорционально увеличен ). В этом слое преимущественное влияние имеют касательные напряжения , рассчитываемые по закону вязкого трения Ньютона .Поэтому рассматриваемый слой назван вязким подслоем потока. В пределнах вязкого подслоя скорость линейно увеличивается от нуля на стеке до некоторого значения на границе слоя

Пульсации скорости, давления и касательного напряжения передаются и в вязкий подслой , так что говорить о полностью ламинарном хар-ре движения в вязком подслое не следует

Интенсивность пульсаций продольной скорости в нем может достигать 0,3(это весьма большое значения для данного случая) . Остальная часть поперечного сечения трубы занята турбулентным ядром потока,где и происходят интенсивные пульсации скорости и перемешивание частиц

В Данном случае мы рассматривали приближенную двухслойную модель турбулентного потока