ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Понятие о турбулентном потоке из "Насосы Компрессоры Вентиляторы" Распределение скоростей в живом сечении турбулентного потока значительно отличается от распределения скоростей в потоке при ламинарном движении. В турбулентном потоке частицы жидкости непрерывно перемещаются, переходя из одного слоя в другой и перенося с собой некоторое количество движения. Так, в точку А живого сечения могут попадать частицы жидкости из различных точек другого сечения. При этом частицы обладают различными по величине и направлению скоростями. Поэтому мгновенная скорость в любой точке живого сечения всегда направлена под некоторым углом к нормали сечения в этой точке. Ее можно разложить на три составляющих, из которых направление действия скорости с совпадает с нормалью, а направление действия двух других лежит в плоскости сечения. Расход при турбулентном движении характеризуется величиной и направлением нормальной составляющей скорости в каждой точке сечения. Определяя скорости с в какой-либо точке сечения, можно наблюдать, что эти скорости изменяются со временем, колеблясь около некоторого среднего значения с ср. [c.67] Это явление называется пульсацией скоростей. [c.67] Что касается усредненных значений поперечных составляющих скорости, то за тот же промежуток времени Т они равны нулю. На основании опытных данных можно утверждать, что средняя скорость при установившемся турбулентном движении жидкости имеет постоянное значение, независимо от длительности наблюдения, если этот промежуток времени не слишком мал. Поэтому возможно изучение распределения скоростей по сечению трубы, а также определение величины сопротивления трубопровода в зависимости от средней скорости протекания турбулентного потока при установившемся расходе. [c.68] Внутренняя часть потока называется ядром течения (/). Структура потока при турбулентном движении изображена на рис. 38. [c.68] Вследствие сложности процессов, происходящих в потоке, точного аналитического решения вопроса о величине и направлении скорости движения жидкости в любой точке живого сечения нет. Поэтому этот вопрос изучен экспериментальным путем. [c.68] Распределение усредненных скоростей течения в живом сечении трубопровода схематически показано на рис. 39. [c.69] Схема распределения скоростей жидкости в открытых потоках представлена на рис. 40. Резкое изменение распределения скоростей течения, имеющее место в точке Д, является показателем того, что условия движения потока у его дна сильно отличаются от условий движения в остальной части. [c.69] Определение потерь напора в трубах при турбулентном движении. Потери напора при турбулентном движении потока значительно больше, чем при ламинарном. Это объясняется беспо- рядочным хаотическим движением частиц жидкости в турбулентном потоке, при котором во много раз возрастает внутреннее трение как между отдельными частицами жидкости, так и между жидкостью и стенкой. [c.69] Величина коэффициента сопротивления X при турбулентном движении зависит от соотношения толщины ламинарной пленки б и абсолютной шероховатости стенки трубы А. [c.69] На рис. 41 приведен известный график Никурадзе, выражающий зависимость коэффициента трения от числа Рейнольдса и шероховатости стенки трубы. [c.70] НОЙ части И интенсивность вихреобразования, возникающего в потоке. Этот коэффициент определяют на основании опытных данных. Таблицы значений коэффициентов местных сопротивлений приводятся в справочниках. [c.72] Эквивалентной длиной данного местного сопротивления называют такую длину отрезка прямой трубы, которая создает гидравлическое сопротивление, равное (эквивалентное) сопротивлению данной детали трубопровода. [c.72] Формулы (II—25), II—26) и (II—27) служат для проверки выбранной скорости. [c.73] Приведем пример расчета движения жидкости в трубопроводе. [c.73] Определить расход в водопроводе и построить пьезометрическую линию для схемы, представленной на рис. 42, если Н = 4 М] I = 50 м X = 0,025, а коэффициенты сопротивления входа Ср = 0,5, крана Скр = 2,5, с( = 100 мм. [c.74] Из условий задачи следует, что = Я = 0. Сосуд, из которого происходит истечение жидкости, имеет очень большие поперечные размеры и поэтому величиной скорости С] можно пренебречь. Давление р = рг (атмосферное давление). [c.74] Напор в сечении с равен напору в сечении Ь минус величина напора, затрачиваемая на преодоление сопротивления в кране, т. е. [c.75] Пьезометрическая линия будет иметь для данного трубопровода вид прямой линии, так как потери напора в трубопроводе постоянного сечения при установившемся движении будут прямо пропорциональны его длине. Построение пьезометрической линии показано на рис. 42. [c.75] Вернуться к основной статье