ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Результаты измерения локальных скоростей в потоках из "Лекции по курсу процессы и аппараты химической технологии" Простота устройства скоростной трубки позволяет изготавливать ее из весьма тонких, тонкостенных трубочек диаметром наружной трубки до полумиллиметра и менее. Малые диаметры скоростных трубок дают возможность проводить измерения локальных скоростей потоков вблизи твердых поверхностей, где изменения скоростей вязких жидкостей могут быть значительными на малых расстояниях. Главное, что трубочки малого размера своим присутствием не вносят заметных искажающих возмущений в параметры измеряемых потоков. Разумеется, в потоках большого поперечного размера диаметры скоростных трубок также могут быть значительными (обычно до 10-12 мм). Однако проводить измерения скоростей с помощью трубок диаметром до 10-12 мм (промышленно выпускаемые скоростные трубки для газоходов, парогенераторов и вентиляционных каналов) вблизи твердых поверхностей, на расстояниях, равных наружному диаметру измерительной трубки, не рекомендуется, поскольку наличие самой трубки может в значительной мере исказить исследуемое поле скоростей. [c.51] Существующие методы повышения точности измерения показаний дифманометра в формуле (1.35) при попытках измерения малых скоростей не дают существенного улучшения результатов. Впрочем, имеется достаточное количество косвенных данных, позволяющих утверждать, что скорость вязкой жидкости всегда стремится к нулю на самой неподвижной поверхности. Иными словами, первый монослой молекул вещества потока адсорбируется стенкой и как бы прилипает к ее поверхности, и лишь следующие слои вещества потока получают сначала небольшую, а затем все большую и большую возможность скользить по близлежащим к стенке слоям вещества потока. [c.52] Равенство нулю скорости вязкой жидкости не только на стенке трубопровода (канала), но и на любой неподвижной поверхности, находящейся в потоке движущейся вязкой среды, настолько существенно при решении многих теоретических и практических задач гидромеханики, что это условие называют основным постулатом гидромеханики вязкой жидкости. [c.52] Сейчас же рассмотрим результаты измерения скоростей потоков вязких жидкостей с помош ью скоростной трубки Пито -Прандтля при развитом турбулентном режиме течения, соответствующем значениям чисел Ке 10 . [c.53] Профиль локальных скоростей при турбулентном характере движения оказывается качественно отличным от параболического ламинарного профиля, который описывается одной сравнительно простой формулой (1.54). Во-первых, турбулентный поток (здесь и далее рассматриваемый как и в ламинарном случае установившимся, т. е. на расстоянии не менее 40-50 внутренних диаметров трубы) четко разделяется на основное ядро турбулентного потока, занимающего подавляющую часть (обычно более 95 %) от всего поперечного сечения трубопровода (рис. 1.12). В ядре потока происходит интенсивное турбулентное движение жидкости. Это означает, что в каждой точке турбулентного потока мгновенная скорость движущегося малого объема вещества (глобулы) хаотически изменяется по направлению. И лишь в среднем, т. е. за промежуток времени, достаточно большой по сравнению с интервалами изменения направления и величины пульсационных скоростей, скорость потока имеет величину, которая собственно и находится по показанию дифференциального манометра, подключенного к скоростной трубке. Следовате.ньно, с помощью скоростной трубки Пито - Прандтля можно измерять лишь осредненные во времени скорости движения турбулентных потоков. [c.53] Вследствие малой массы нити (нитей) и ее (их) малой термической инерции (см. гл. 3) температура нити и, следовательно, ее электрическое сопротивление и величина тока как бы успевают отслеживать быстро изменяющиеся значения пульсационных скоростей в турбулентных потоках. [c.54] Измеряемые величины скоростей, частот и направлений хаотически движущихся объемчиков (глобул) вещества потока посредством несложных электрических (обычно мостовых) схем записываются на шлейфный (для особо высоких частот пульсаций - на электронный) осциллограф, с ленты которого и производится полная расшифровка характеристик турбулентных потоков. Существуют и более современные, например оптические, методы измерения пульсационных характеристик турбулентных потоков, которые не вносят каких-либо механических возмущений в структуру самого турбулентного потока. [c.54] Проведенные многочисленные измерения показывают наличие очень широкого диапазона изменения скоростей пульсаци-онного движения, частот пульсаций и размеров объемчиков (глобул), совершающих хаотические турбулентные пульсации около среднего значения скорости. [c.54] Вернуться к основной статье