пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Потери напора при ламинарном движении

Как показывают исследования, при ламинарном течении жидкости в круглой трубе максимальная скорость находится на оси трубы. У стенок трубы скорость равна нулю, т.к. частицы жидкости покрывают внутреннюю поверхность трубопровода тонким неподвижным слоем. От стенок трубы к ее оси скорости нарастают плавно.График распределения скоростей по поперечному сечению потока представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью - квадратичную параболу.

Описание: 4a5

Рисунок

7.3 Схема для рассмотрения ламинарного потока

Уравнение, связывающее переменные poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh и poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh, имеет следующий вид:

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

где P1 и P2 - давления соответственно в сечениях 1 и 2.

У стенок трубы величина r = R, , значит скорость υ = 0, а при r = 0 (на оси потока) скорость будет максимальной

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Теперь определим расход жидкости при ламинарном течении в круглой трубе. Так как эпюра распределения скоростей в круглой трубе имеет вид параболоида вращения с максимальным значением скорости в центре трубы, то расход жидкости численно равен объему этого параболоида. Определим этот объем.

Максимальная скорость дает высоту параболоида

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Как известно из геометрии, объем параболоида высотой h и площадью poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh равен

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

а в нашем случае

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Если вместо R подставить диаметр трубы d, то

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Расход в трубе можно выразить через среднюю скорость:

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

откуда

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Для определения потерь напора при ламинарном течении жидкости в круглой трубе рассмотрим участок трубы длиной l, по которому поток течет в условиях ламинарного режима.

Потеря давления в трубопроводе будет равна

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Если в формуле динамический коэффициент вязкости poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh заменить через кинематический коэффициент вязкости poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh и плотность poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh (poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh) и разделить обе части равенства на удельный вес жидкости poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh, то получим:

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Так как левая часть полученного равенства равна потерям напора hпот в трубе постоянного диаметра, то окончательно это равенство примет вид:

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Уравнение может быть преобразовано в универсальную формулу Дарси‑Вейсбаха, которая окончательно записывается так:

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

где poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh - коэффициент гидравлического трения, который для ламинарного потока вычисляется по выражению:

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh

Однако при ламинарном режиме для определения коэффициента гидравлического трения poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh Т.М. Башта рекомендует при Re < 2320 применять формулу

poteri-napora-pri-laminarnom-techenii-zh


12.01.2016; 14:14
хиты: 71
рейтинг:0
Естественные науки
физика
гидродинамика
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь