Ламинарное течение трубах и трубопроводах

В указанном выше смысле термин вихрь — условное понятие. Вихревым является и ламинарное движение, которое характеризуется различием скоростей по сечению трубы (см. рис. 11-10, а). Каждая частица жидкости движется по трубопроводу поступательно, однако поток в любом сечении можно считать как бы вращающимся вокруг его точек, находящихся у стенки, где скорость жидкости равна нулю. Таким образом, отличие ламинарного течения от турбулентного состоит не в том, что последнее является вихревым, а в наличии хаотических флуктуаций скорости в различных точках турбулентного потока,, приводящих, в частности, к перемещению частиц в направлениях, поперечных его оси. [c.46]

Полученный закон сопротивления показывает, что при ламинарном течении в трубе круглого сечения потеря напора ла трение пропорциональна расходу и вязкости в первой степени и обратно пропорциональна диаметру в четвертой степени. Этот закон, часто называемый законом Пуазейля, используется для расчета трубопроводов с ламинарным течением. [c.78]

Трубопровод для отбора проб. Поскольку трубопроводы имеют небольшие внутренние диаметры, при обычных величинах расхода течение, как правило, носит ламинарный характер, и поэтому можно применить результаты предыдущего анализа динамики состава при ламинарном течении в трубо- [c.435]

Расчет разности давлений на концах трубопровода при ламинарном течении псевдопластичных жидкостей возможно производить по формуле (1.78), а коэффициент трения определяется также прежним соотношением Я = 64/Ке, но критерий Рейнольдса Ке здесь имеет модифицированный вид, связанный не только со средней скоростью потока, диаметром трубы и плотностью жидкости, но также и с константами кип в соотношении (1.95). [c.111]

Для трубопроводов любых форм поперечного сечения (кроме круглых трубопроводов, заполненных целиком, и открытых каналов при незначительной глубине турбулентного потока) можно применять уравнение (I -52), если О заменить эквивалентным диаметром, равным 4гр. В литературе приведены значения коэффициентов трения для трубопроводов кольцевых сечений с внутренними оребренными трубками и для кольцевых труб . В области ламинарного течения для заполненных целиком трубопроводов следует применять формулы из табл. П-6. Падение давления р1 — р2 измеряется между двумя точками, находящимися одна от другой на расстоянии м, которое должно обеспечивать нормальное распределение скоростей. [c.144]

При турбулентном течении имеют место ламинарный, пограничный слой, у стенки трубы и ядро течения. Всякий трубопровод имеет определенную шероховатость стенок, которая обычно характеризуется средней величиной выступов шероховатости. [c.48]

Определить величину Лтр. по приведенному уравнению довольно сложно, так как коэффициент трения X зависит от режима движения жидкости и от степени шероховатости стенок трубопровода. При ламинарном течении жидкостей пограничный слой покрывает все выступы стенок трубы X в этом случае зависит только от числа Рейнольдса Не (рис. 30). [c.87]

Ясно, что проводимость данного элемента (трубы, камеры) должна-зависеть от его геометрических характеристик (например длины и диаметра в случае трубы), а также от физических свойств проходящего газа. Вся сложность вопроса заключается в определении этой проводимости для различного вида элементов вакуумной аппаратуры как для молекулярного, так и для ламинарного течения. В переходной области, т. е. когда часть газа течет ламинарно, а часть молекулярно, имеем параллельные потоки в том же трубопроводе (накладывающиеся друг на друга). Значит, по уравнению (2-233) проводимость будет суммой молекулярной, проводимости и проводимости для ламинарного движения [c.134]

Вместо того, чтобы применять уравнение (6-5d), обычно принято сравнивать члены, характеризующие перепад давления, в уравнениях (6-5d) и (6-2е), определяя таким образом значения / в уравнении (6-2е) и используя его для ламинарного течения в трубах или трубопроводах круглого сечения. График зависимости [c.206]

Теоретические формулы для изотермического ламинарного течения в прямых каналах . . . Течение в изогнутых трубах. . . Различные перепады давлений в трубопроводах. ....... 933 [c.831]

Течение жидкости в трубопроводе характеризуется режимом (ламинарный или турбулентный) и потерями давления. При малых скоростях наблюдается ламинарный режим, а при больших— турбулентный. Переход от одного режима к другому определяется по величине числа Рейнольдса при Ке 2320 — ламинарный, а при Ке > 2320 — турбулентный. Потеря давления (или перепад давления) вызывается сопротивлением движению жидкости за счет трения, вязкости и шероховатости поверхности труб. Для ньютоновских жидкостей в турбулентном режиме перепад давления, коэффициент сопротивления и другие параметры, характеризующие течение, связаны уравнением Бернулли [741 [c.274]

Для моделирования изменения удельной теплоотдачи с погонного метра трубы в зависимости от толщины слоя АСПО используем хорошо зарекомендовавший себя подход Лейбензона [3] и эмпирические зависимости Абрамзона [3] и Кутателадзе [2] (кривая 1). Но в отсутствии достоверных данных по режиму течения нефти по трубам возникает необходимость использования двух моделей - ламинарного (кривая 2) и структурированного течения нефти (кривая 3). Для прогнозирования толщины АСПО на стенках трубопровода используем зарегистрированные значения перепада давления на концах трубопровода по диспетчерским данным (ДР с [4.0... 13.5], атм). По трубопроводу перекачивается нефть с содержанием парафина более 20%. Оценка осредненного по длине диаметра проходного сечения в предположении ламинарного движения нефти лежит значительно левее [0,19...0,27], что ставит под сомнение сущест- [c.165]

Скорость циркуляции за счет естественной конвекции можно вычислить таким же способом, как и скорость циркуляции за счет принудительной конвекции. В схеме замкнутого типа движущая сила определяется разностью плотностей теплоносителя в восходящем и нисходящем участках если же используется открытая система с вертикальной трубой, то движущая сила определяется разностью плотностей теплоносителя в выводной трубе и окружающей среды. Легко показать, что максимальная скорость циркуляции будет достигнута, если в основание горячего трубопровода поместить нагреватель, а в верхней части нисходящего холодного трубопровода — холодильник. Поскольку режим течения на отдельных участках может быть как ламинарным, так и турбулентным, для каждого элемента системы необходимо определить коэффициенты трения и теплоотдачи. [c.64]

При колебаниях рабочей среды в трубопроводе или в каком-либо другом напорном канале распределение скоростей течения по сечению потока отличается от закона, описывающего это распределение в случае установившегося движения среды. Так, при колебаниях ламинарного потока жидкости в круглой цилиндрической трубе нарушается параболическое распределение скоростей, которое, как известно из гидравлики, является характерным для ламинарного установившегося движения жидкости в трубе. При гармоническом изменении градиента давления вдоль трубы распределение скоростей можно найти с помощью формулы (9.42). Для этого в формулу следует вместо (s) подставить изображение по Лапласу гармонического закона изменения градиента давления и затем выполнить обратное преобразование. Полученная таким образом функция (t, г) приведена в работе [28]. [c.251]

Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от режима течения и относительной шероховатости стенок трубопровода, оцениваемой симплексом /г/с вн. где к — средняя высота выступов (шероховатостей) на внутренней поверхности трубы. Для ламинарного, переходного и турбулентного движения фаз определяют по зависимостям Пуазейля и Колбрука. [c.117]

В технике обычно жидкость движется по трубам со стенками, имеющими небольшие неровности, выступы, которые называют шероховатостью. Рассмотрим влияние щероховатости стенок на трение, возникающее при течении жидкости в трубе. Как следует из рис. 6-7, эффект шероховатости мал при ламинарном и переходном режимах. Даже после того, как течение стало турбулентным, но значение критерия Рейнольдса еще невелико, эффект шероховатости незначителен. Это происходит потому, что вязкий подслой (см. гл. 3) перекрывает выступы шероховатости, т. е. в этих режимах 8 > А, и трубопроводы можно рассматривать как гидравлически гладкие и вычислять Х по уравнению (6.31). Здесь 5-толщина вязкого подслоя текущей по трубе жидкости А-средняя высота выступов на внутренней поверхности трубы, или величина шероховатости (например, для новых стальных труб А 0,1 мм, для старых загрязненных А = 1-2 мм, и т.д.). [c.105]

При ламинарном режиме течения, представляющем собой упорядоченное послойное движение, отдельные частицы жидкости перемещаются по трубопроводу как бы слоями, не перемешиваясь между собой. Считают, что в круглой трубе постоянного сечения жидкость при этом режиме перемещается концентрическими слоями, скорость которых изменяется в пределах сечения по параболическому закону от нуля у стенок трубопровода до максимального значения в центре потока (по оси трубопровода). В этом случае средняя по сечению скорость потока Шср равна половине максимальной (или осевой) скорости гг макс [c.18]

Теперь представим себе, что в приведенных примерах поток в трубопроводе имеет ламинарный режим течения, характеризующийся параболическим распределением скорости по поперечному сечению (см. рис. 1.11 и формулу (1.54)). В таком случае порции потока, которые проходят в центральной зоне трубы и имеют максимальную скорость, будут и находиться (пребывать) в трубе меньшее время по сравнению с той частью потока, которая с малой скоростью проходит вблизи стенки и, соответственно, пребывает в объеме трубы значительно большее время, чем порции, проходящие вблизи оси. А это значит, что те процессы, которые могут происходить в потоке, например отмеченные ранее процессы кристаллизации, растворения или химического реагирования, завершатся в различной степени для разных слоев (порций, частей) потока в зависимости от разного времени их пребывания в трубе. Следовательно, на выходе из трубопровода (из рабочего объема) размер кристаллов или растворяющихся частиц или степень завершенности химической реакции будут неодинаковыми (неодинаковая степень отработки). [c.130]

Известно, что количество образующейся смеси зависит от режима течения, плотности и вязкости последовательно движущихся нефтепродуктов, а также от технологической схемы перекачки. Имеются расчетные зависимости для определения количества образующейся смеси. По приближенной теории последовательной перекачки, разработанной В. С. Яблонским, для ламинарного режима объем смеси (в пределах изменения концентрации 0,02—0,98) составляет примерно 4,5 объема трубопровода. При турбулентном режиме распределение скоростей по сечению трубы более равномер-, ное, поэтому смешение, обусловливаемое конвективной диффузией, меньше и объем образующейся смеси значительно меньше, чем при ламинарном движении, и может быть доведен до 0,5—1 % от объема трубопровода. [c.167]

Для описания картины перемешивания расплава, по нашему мнению, можно привлечь представления гидродинамики о потоке жидкости в трубах [10]. Если поток жидкости в трубе протекает с малой скоростью, течение жидкости происходит в ламинарном режиме и распределение скоростей в сечении трубопровода подчиняется параболическому закону (закон Стокса). Увеличение скорости потока приводит к тому, что в центральной части трубы течение жидкости будет уже турбулентным, за счет чего скорости жидкости в значительной мере [c.22]

В настоящее время различают три характерных режима течения ламинарное, турбулентное в трубах с гладкими стенками и турбулентное в трубах с шероховатыми стенками. В одном и том же трубопроводе, [c.140]

При ламинарном режиме течения, представляющем собой упорядоченное послойное движение, отдельные частицы жидкости перемещаются по трубопроводу как бы слоями, не перемешиваясь между собой. Например, считают, что в круглой трубе постоянного сечения жидкость перемещается концентрическими слоями, скорость которых меняется в пределах сечения по параболическому [c.25]

Поток жидкости может иметь два характерных режима ламинарный и турбулентный. Режим движения жидкости существенным образом зависит от соотношения действующих на частицы жидкости сил. Если при движении жидкости преобладают силы вязкости, например при использовании масла, то наиболее вероятен ламинарный режим. Если преобладают силы инерции, то движение потока будет турбулентным. При ламинарном режиме частицы жидкости перемещаются параллельными струями вдоль стенки трубы, не перемешиваясь между собой и плавно обтекая встречающиеся препятствия. Такое течение существует во всем сечении трубопровода. [c.34]

Ла рис. 32 показаны области ламинарного и турбулентного режимов для труб разных диаметров в зависимости от вязкости перекачиваемого продукта. Из рисунка видно, что обычно течение вязких нефтепродуктов по трубам носит ламинарный характер, так как вязкость их относительно велика, даже если они подогреты. Например, при транспортировании мазута по трубе диаметром 100 мм, температуре подогрева 60° С и скорости , Ъм/сек течение ламинарное для мазутов с вязкостью 0,7 см /сек и более (Ке<2300). Фактически вязкость большинства мазутов при данных условиях выше указанной. Таким образом, для определения потерь напора при движении мазута по трубопроводам можно пользоваться графиком (рис. 31). [c.89]

Распределение скоростей течения при ламинарном режиме. Рассмотрим движение жидкости по горизонтальному участку цилиндрической трубы со сформировавшимся ламинарным режимом движения и устойчивым распределением скоростей по течению. В соответствии с ранее выясненной внутренней структурой ламинарного движения (см. гл. 3), которая характеризуется слоистым (струйчатым) строением, перемещение потока происходит без перемешивания частиц. Ламинарный поток мы можем представить как совокупность большого количества бесконечно тонких концентрично расположенных цилиндрических слоев, параллельных оси трубопровода. Эти слои движутся вдоль оси трубопровода один внутри другого с различными скоростями, увеличивающимися от стенок к оси потока. Такое движение иногда называют телескопическим (рис. 4-2). Скорость жидкости в слое непосредственно у стенки трубопровода вследствие прилипания частиц равна нулю. По оси трубы скорость будет максимальной. Такая структура ламинарного движения позволяет теоретическим путем установить закон распределения скоростей при ламинарном движении, который имеет следующий вид (рис. 4-3) [c.61]

Напорная трубка измеряет местную скорость, но ка практике нас интересует в основном средняя скорость течения. Поэтому надо. уметь-вычислять среднюю скорость потока по показаниям напорных трубок. Известно несколько методов таких вычислений. Первый из них основан на измерении максимальной скорости потока путем установки напорной трубки ка оси трубы. Если трубопровод иа длине, равной, по крайней, мере, 50 диаметрам, перед местом установки напорной трубки прямой и сечение его не показывает каких-нибудь изменений, то можно ожидать нормального распределения скорости в исследуемом сечении. Если движение жидкости будет иметь ламинарный характер (Не <2100), тогда,, как нам известно по выражению (1-104), средняя скорость составляет половину максимальной скорости. При турбулентном течении (Ке > 2100) среднюю скорость можно приблизительно определить умножением максимальной скорости по оси на 0,8. Это, конечно, большое приближение, потому что отношение средней скорости к максимальной при турбулентном движении зависит от числа Рейнольдса. [c.147]

Необходимо рассмотреть процесс теплопроводности в том случае, когда труба по всему вертикальному сечению не заполнена жидкостью, которая только стекает по стенкам (пленочное течение). Механизм теплопередачи здесь будет подобен механизму пленочного течения жидкости по вертикальным плоскостям. Такой случай часто встречается при охлаждении жидкости. Здесь важно знать, когда коэффициент теплоотдачи будет выше—при стекании жидкости тонким слоем по стенке вниз нли при подъеме жидкости вверх с той же весовой скоростью, но со сплошным заполнением трубопровода. Из рассмотрения механизма ламинарного стекания жидкости известно, что толщина слоя 8 зависит от весовой скорости потока Г на единицу ширины стенки [c.408]

Ламинарный режим течения (от латинского слова лами-на —-слой) наблюдается при малых скоростях движения или большой вязкости жидкости. При этом жидкость движется как бы параллельными струйками, которые не смешиваются одна с другой. По сечению трубопровода скорости струек изменяются по параболическому закону, однако скорости всех струек направлены вдоль оси потока и постоянны по величине. Около стенки трубы скорость равна нулю, на оси трубы — она максимальная (рис. 1-11). Средняя скорость жидкости равна половине максимальной. [c.43]

Результаты анализа динамики состава при ламинарном течении в трубопроводе целесообразно применить при исследов.ч-нии динамики анализаторов, как это будет показано ниже, при измерении скорости потока инъекционным способом (когда необходимо установить, какая из величин реакции на импульс является определяющей для нахождения скорости потока) или для физиологических целей (распространение веществ, растворенных в циркулирующей крови). Распространение изменения состава смеси зависит, во-первых, от диффузии и, во-вторых, от соотношения расходов (распределение скорости по сечению трубы). Вначале будет рассмотрена динамика состава как результат только соотношения расходов, а затем в расчет будет принята и диффузия. [c.423]

Профиль скорости при ламинарном течении неньютоновских жидкостей по трубе отличается от параболического профиля для ньютоновской жидкости (рис. 1.36). Для бингамовских жидкостей в центральной части трубопровода профиль представляет собой площадку постоянной скорости на внешней границе этой зоны поперечный градиент скорости соответствует предельному напряжению сдвига Оо в кольцевой периферийной зоне имеет место параболический профиль. [c.111]

Влияние кривизны трубопровода на трение. Потери на трение при движении изотермического потока жидкостей в кривых трубопроводах при прочих равных условиях могут быть значительно большими, чем в прямых. Существует достаточно данных 2 для выяснения механизма изотермического ламинарного течения в кривых трубопроводах и расчета потерь давления. Эксперименты, сопровождаемые подачей в поток тонких струек краски, показали, что частицы жидкости следуют извилистым траекториям, проходя от центра трубы по направлению к наружной стенке, а оттуда — в обратном направлении к внутренней стенке. В месте изгиба трубопровода частицы жидкости у стенки движутся быстрее, чем в прямой части, так как совершают спиральное движение. Вследствие повышенной скорости у стенки и более длинного пути, проходимого отдельными частицами на 1 м трубопровода, в изогнутых трубопроводах можно ожидать большие потери на трение. Эксперименты с подкрашиванием жидкости и изменением падения давления показывают также, что в изог- [c.208]

Таким образом, полученные результаты позволяют предположить, что максимальная интенсивность отложения парафинов на стенках трубопроводов будет наблюдаться в таких гидродинамических ситуациях, когда происходит переход системы из зоны гладкого трения в зону смешанного трения. При этом наблюдающиеся при максимуме значения критерия Рейнольдса будут определяться как диаметром трубы, так и шероховатостью стенки. Полученный результат согласуется с высказанным ранее утверждением /41/, что "вначале с ростом скорости потока, но при сохранении ламинарного режима течения интенсивность запарафинирования возрастает, а затем, достигнув своего максимума, начинает снижаться". Указывалось, что для стальных труб максимальная интенсивность совпадает с переходом в турбулентный режим. [c.90]

Выше ука.чывалось ( 1.16), что гидравлические потери энергии делятся на местные потери и потери на трение. Потери на трение в прямых трубах постоянного сечения нами уже рассмотрены для ламинарного (гл. V) и турбулентного (гл. VI) течений. Рассмотрим теперь потери, обусловленные местными гидравлическими сопротивлениями, т. е. такими элементами трубопроводов, в которых вследствие изменения размеров или конфигурации русла происходит изменение скорости потока, отрыв транзитной струи от стенок русла и возникают вихреобразования. [c.107]

Определение скорости и расхода в круглой трубе при ламинарном движении. Рассмотрим случай установивщегося, равномерного движения в круглом трубопроводе, наклоненном к горизонту под углом а (рис. 36). В этом случае можно теоретически установить закон распределения скорости по сечению потока. Разобьем всю жидкость, протекающую в цилиндрическом трубопроводе, на ряд тонких цилиндрических слоев. Скорости течения в цилиндрических слоях будут увеличиваться от периферии к центру у стенок скорость равна нулю, а в центре сечения трубы достигает максимального значения. [c.62]

Для обеспечения турбулентности потока жидкости в трубчатке при ламинарном режиме ее течения на отдельных участках трубопровода устанавливают либо тонкие диски с концентрическими отверстиями, либо нормальные сопла. В обоих случаях происходит уменьшение сечения трубы. Для сохранения турбулентности потока по всей длине трубчатки должны быть установлены такие турбулизационные устройства. Расстояние между турбулизацион-ными устройствами определяется по имеющимся номограммам для дроссельных приборов, с учетом формы трубопровода и соединительных частей. При этом длина участка труб между турбу-лизационными устройствами принимается несколько меньшей, чем для дроссельных приборов. [c.43]

Ламинарный поток отличается тем, что в этом режиме линии тока газа прямые и параллельны друг другу на прямых участках трубЬпровода. Вблизи стенок трубопровода скорость газа близка к нулю. Скорость слоев газа по мере удаления от стенок увеличивается, достигая максимума в центре трубы. В этом режиме течения газа решающее значение имеет внутреннее трение газа — вязкость. Поэтому такой режим газового потока называют вязкостным. [c.52]

Рассмотрим течение жидкости в лиофильных и лиофобных фильтрах. Известно, что при движении жидкости в канале на стенке его при смачивании материала канала жидкостью образуется неподвижный (или малоподвижный) пограничный слой. Вследствие прилипания жидкости к стенке и внутреннего трения по закону Стокса в сеченчи трубопровода при ламинарном движении устанавливается параболическое распределение скоростей. При этом средняя скорость жидкости в круглой трубе равна половине скорости по оси трубы, а при движении между параллельными пластинами равна двум третям скорости потока в центре. [c.190]

Наличие радиального градиента скоростей в отверстии приводит к упорядоченной ориентации частиц, и кроме того, как будет показано в разделе 1.6, влияет на величину необходимой полосы пропускания усилителя. Характер поля скоростей зависит от режима истечения, который, в свою очередь, определяется значением числа Рейнольдса. Экспериментально установлено, что при течении жидкостей в трубах границей ламинарного и турбулентного режимов является следующее критическое значение числа Рейнольдса [816] Ввкр = 2300. Но даже если Ве < Векр, установившийся ламинарный режим начинается на некотором расстоянии от входа в трубопровод, обычно равном 2—3 диаметрам трубопровода. Такой режим характеризуется параболическим законом распределения скоростей по сечению отверстия, при котором максимальная скорость на оси отверстия в два раза превышает среднюю. Непосредственно у входа в трубопровод имеется зона с неустановивпшмся ламинарным режимом. Здесь распределение скоростей по сечению отверстия более равномерное. [c.50]

Большую работу, посвященную изучению вязко-пластичных свойств строительных растворов, проделал В. П. Лобанов [7]. Целью работы было определение реологических констант для расчета установок перекачки строительных растворов по трубам. Была установлена зависимость между реологическими константами и содержанием воды в растворах, а для известкового теста — между константами и возрастом теста. Предельное напряжение сдвига и коэффициент вязкости были определены для нзвесткозо-песчаного раствора 1 3, цементно-песчаного 1 2 и сложного раствора 1 1 6 (1 ч. цемента, 1 ч. известкового теста и 6 ч. песка по объему). На основании проведенной работы по уравнению течения вязко-пластичных тел при ламинарном движении подсчитаны и сопоставлены потери давления в трубопроводе на прямом и горизонтальном участке применительно к условиям работы иасооа КН-1. [c.69]