Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Турбулентное течение влияние шероховатости

    Влияние физических величин учитывается коэффициентом g. На последний оказывает значительное влияние величина вязкости, которая включена в критерий Re. В области турбулентного течения коэффициент трения зависит от шероховатости стенок трубки или канала. [c.169]

    Рассмотренные выше положения касаются теплоотдачи к жидкости, поток которой ограничен гладкими стенками. Если стенки имеют шероховатость, то ее влияние при ламинарном течении проявляется в увеличении обтекаемой поверхности (подобно эффекту оребрения) на структуру же потока шероховатость не влияет. Аналогичные выводы относятся и к турбулентным течениям в области гладкого трения, т. е. когда выступы шероховатостей не выходят за пределы вязкого подслоя. В области же шероховатого трения теплоотдача интенсифицируется за счет турбулизации вязкого подслоя. Одновременно возрастает и гидравлическое сопротивление, обусловленное трением. Создание искусственной шероховатости используется как метод интенсификации теплоотдачи. Экспериментально найдено, что оптимальное соотношение шага между соседними выступами и их высотой равно примерно 13. При этом коэффициент теплоотдачи примерно в 2,3 раза выше, чем при гладких трубах. [c.305]


    При ламинарном течении шероховатость не оказывает влияния на сопротивление трения. При турбулентном течении шероховатость начинает проявляться, как только толшина граничного слоя приближается к высоте выступа б. Если значение б превышает толщину пограничного слоя, то коэффициент сопротивления зависит только от шероховатости стен и не зависит от критерия Ке. В этом случае  [c.171]

    На теплоотдачу при турбулентном течении оказывает влияние шероховатость стенки трубы. Для шероховатой трубы а больше, чем для гладкой. Однако это имеет место только тогда, когда выступы шероховатости выходят за пределы вязкого подслоя. Теплоотдача в технических трубах, как правило, подчиняется закономерностям, справедливым для гладких труб. [c.272]

    Чтобы понять влияние шероховатости на кавитацию, надо вспомнить, что элементы шероховатости, выступающие из ламинарного подслоя при турбулентном течении жидкости, вызывают вихреобразование с понижением давления в месте образования вихрей. Поэтому увеличение шероховатости поверхности трубопровода приводит к более раннему возникновению кавитации. [c.76]

    Анализ турбулентного течения за отдельными выступами затруднителен, поскольку здесь существенно влияние твердой поверхности, оказывающей демпфирующее воздействие на интенсивность турбулентных пульсаций. Обычно отдельные выступы шероховатости расположены достаточно близко друг к другу и гидродинамический след от предыдущего выступа, лишь частично уменьшив степень своей турбулентности, набегает на последующую неровность шероховатой поверхности. Влияние степени шероховатости поверхности реальных дисперсных материалов может быть интегрально учтено только непосредственными измерениями коэффициентов массоотдачи. [c.42]

    С. Перепад давления в пучках оребренных и шероховатых труб. Перепад давления в пучках оребренных труб является функцией их геометрических характеристик (см. рис. 2). Профили скорости и толщины пограничных слоев около труб зависят от перечисленных на этом рисунке параметров и, конечно, от свойств жидкости и скорости ее течения. Структура потока в окрестности первого ряда труб существенно отличается от структуры, реализующейся во внутренней части пучка. Для внутренней части характерна высокая степень турбулентности потока как в межтрубном, так и п межреберном пространствах. В первых двух рядах отрыв пограничного слоя, после которого формируется рециркуляционная зона, наступает при 0 90° (см. рис. 1). Влияние турбулентности на отрыв пограничного слоя проявляется начиная с третьего илн четвертого рядов. Сравнение с трубами первого и второго ряда показывает, что для внутренних труб точка отрыва сдвигается вниз по потоку, а циркуляционная зона становится меньше по объему и усложняется по структуре. Чем меньше высота ребра к и чем больше расстояние между ребрами, тем больше течение около сребренной трубы напоминает течение около гладкой трубы. И наоборот, чем выше ребра и чем ближе они расположены друг к другу, тем больше течение напоминает течеиие в щели. [c.149]


    Рассмотрим подробнее структуру течения жидкости вблизи твердой поверхности. Влияние стенки на движение среды проявляется через силы сопротивления движению потока, возникающие при взаимодействии движущейся жидкости с твердой поверхностью. Силы сопротивления складываются из собственно силы вязкостного трения и силы сопротивления, обусловленной взаимодействием потока с элементами шероховатости стенки при их обтекании. По мере приближения к твердой поверхности скорость движения жидкости снижается. При этом уменьшается и значение местного (локального) числа Рейнольдса, определяемого формулой Кем = /ш(г/)р/ц, где у — расстояние до стенки ииу — продольная составляющая средней скорости движения среды, р — плотность среды, кг/м ц — коэффициент динамической вязкости жидкости, Па-с. Значение числа Кем, как известно, связано с характером течения жидкости в рассматриваемой области. Непосредственно у стенки скорость движения среды очень мала, соответственно мало и значение числа Кем. Поэтому вблизи стенки течение носит ламинарный характер. Эту подобласть пристеночной области называют вязким подслоем. Чуть дальше от стенки расположена переходная зона с режимом перемежающейся турбулентности, при котором в каждой точке этой зоны происходит последовательное чередование периодов ламинарного и турбулентного течения. Соответ- [c.20]

    Поскольку слоистое пристенное течение практически полностью разрушено, влияние сил вязкостного трения на поток становится исчезающе малым и характеристики потока оказываются не зависящими от числа Рейнольдса (зона турбулентной автомодельности.). Коэффициент сопротивления трения является функцией только относительной шероховатости  [c.127]

    Влияние щероховатости теплообменной поверхности на интенсивность теплоотдачи оказывается различным для ламинарного и турбулентного режимов течения теплоносителя. При ламинарном течении коэффициент теплоотдачи практически не изменяется по сравнению с а при теплоотдаче с гладкой поверхностью. Теплоотдача за счет влияния шероховатости интенсифицируется при значительных числах Ке, когда неровности поверхности выступают выше пределов ламинарного подслоя и обтекаются турбулентным потоком. Увеличение коэффициента теплоотдачи от потока к стенке при этом обусловливается дополнительной турбулизацией потока вблизи теплообменной поверхности при обтекании выступов шероховатости. [c.70]

    Если при ламинарном течении или достаточно больших значениях ё пограничного слоя при турбулентном режиме выступы шероховатости покрыты пленкой жидкости, то в случае развитого турбулентного режима, сопровождающегося уменьшением б, влияние степени шероховатости на потери напора возрастает. При этом на величину потерь оказывает влияние также вид шероховатости. Шероховатость, характеризуемая острыми и коротковолновыми выступами и неровностями (так называемая шероховатость первого рода, на рис. 10 помечена буквой а), свойственна чугунным и корродированным трубам из других металлов. При такой шероховатости закон сопротивления близок к квадратичному и к [c.33]

    В случае турбулентного течения коэффициенты X в уравнении Дарси-Вейсбаха определяются, как правило, опытным путем. Оказывается, что они зависят не только от числа Рейнольдса, но и от степени шероховатости внутренней поверхности трубы (при ламинарном течении на коэффициент трения шероховатость не оказывала влияния). В связи с этим все трубы делят на три группы  [c.39]

    В технике обычно жидкость движется по трубам со стенками, имеющими небольшие неровности, выступы, которые называют шероховатостью. Рассмотрим влияние шероховатости 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 б > Д, и трубопроводы можно рассматривать как гидравлически гладкие и вычислять X- по уравнению (6.31). Здесь б-толщина вязкого подслоя текущей по трубе жидкости Д-средняя высота выступов на внутренней поверхности трубы, или величина шероховатости (например, для новых стальных труб Д 0,1 мм, для старых загрязненных А = 1 -2 мм, и т. д.). [c.105]

    В третьей главе рассматриваются вопросы турбулентных течений, которые недостаточно полно освещены в литературе. Практический интерес представляют опыты, в которых исследовалось влияние продольного градиента давления и сжимаемости потока на значение допустимого числа Рейнольдса шероховатости обтекаемой поверхности. Определена допустимая высота элементов шероховатости, при которой интегральные характеристики турбулентного пограничного слоя (поверхностное трение и теплоотдача) остаются еще неизменными. [c.8]


    В книге [71] приведены некоторые данные о гидродинамических характеристиках тел другой формы, касающиеся в основном области предкризисной автомодельности. Влияние шероховатости поверхности цилиндра и уровня турбулентности набегающего потока на коэффициент сопротивления обсуждается в [75]. В [85] исследуется зависимость гидродинамических характеристик течения в турбулентных пограничных слоях от шероховатости и продольного градиента давления. [c.78]

    В случае когда толщина ламинарного подслоя б и высота бугорков шероховатости Д соизмеримы, коэффициент трения Х,р зависит как от Д, так и от числа Re. Но влияние числа Рейнольдса незначительно и Х р можно рассчитать по формулам для случая турбулентного течения в каналах с Д > 5л, а полученный результат увеличить на 10%. [c.21]

    Па положение точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный влияет и состояние обтекаемой поверхности (ее шероховатость А ). Влияние различных неровностей поверхности состоит в том, что они возмущают ламинарное течение, перемещают точку перехода вперед (к лобовой части тела) и увеличивают участок с турбулентным пограничным слоем. [c.429]

    На практике возможно некоторое смещение указанных диапазонов. Так, при очень плавном входе жидкости в круглую трубу и отсутствии каких-либо внешних возмущений удается сохранить ламинарный режим при Ке, заметно превышающих 2300. Наоборот, при неблагоприятных условиях входа (наличии вибрации, турбулизующих вставок, шероховатости стенок канала) течение становится турбулентным при Ке значительно ниже 10 . Особенно сильное влияние внешние условия оказывают на течение в переходном режиме — его характеристики могут смещаться в сторону ламинарного либо турбулентного. В этом смысле переходный режим плохо воспроизводится, так что расчетные формулы для различных эффектов переноса в переходном режиме (не только в гидравлике, в тепло- и массообменных процессах — тоже) обычно весьма ненадежны и пригодны лишь для определения качественных связей между различными факторами и приближенной оценки численных значений характеристик процесса. [c.144]

    Результаты опытов будут понятными, если представить, что при турбулентном режиме на стенках профиля возникает ламинарный, близко расположенный к стенке слой конечной толщины. Если этот слой толще, чем самая большая высота шероховатости к, то она не оказывает влияния на течение, т. е. профиль работает как гидравлически гладкая пластина. Пограничный слой всегда уменьшается с увеличением числа Не при увеличивающихся числах Не высота неровностей будет оказывать большее влияние на течение. [c.191]

    Кроме особых условий по определению гидравлической крупности, расчет мутности при работе землесоса в морских условиях требует и другой, отличной от пресноводных условий рек и водохранилищ, методики определения коэффициента турбулентной диффузии О. При работе на взморье необходимо учесть возрастание турбулизации водных масс при волнении. Повышенная турбулизация в этом случае обусловлена как взаимодействием знакопеременных колебательных движений водных масс с шероховатым дном, так и взаимным влиянием движения вихревых индивидуумов турбулентного потока и орбитальных перемещений жидкости, вызванных волнением. Можно считать, что интенсивность турбулентности, которая количественно характеризуется коэффициентом турбулентной диффузии, определяется суммарным эффектом переносного течения и знакопеременного волнового движения водных масс. [c.191]

    При турбулентном режиме течения на коэффициент сопротивления большое влияние оказывает шероховатость трубопровода Различают два вида шероховатости [3-29] шероховатость первого рода — острые коротковолновые неровности (чугунные трубы, заржавленные стальные трубы) и шероховатость второго рода — волнистая шероховатость с большой длиной волны (строганое дерево, окрашенное железо) [c.231]

    При турбулентном течении в шероховатых. трубах на величину кроме критерия Яе, оказывает влияние относительная шероховатость, где 8 — высота выступов шероховатости стенки. Если толш,ина пограничного слоя газа у поверхности трубы меньше 8, то число Яе уже не оказывает влияния на коэффициент сопротивления . В это.м случае определяется формулой, предложенной Никурадзе  [c.12]

    Из нее, а также из формулы (1.3) видно, что при турбулентном течении в гладкостенных трубах сопротивление сильно возрастает с увеличением скорости, а именно пропорционально у ". При разпи-той турбулентности (большие значения Ве), а также при сильном влиянии шероховатости стенок коэффициент трения Ч зависит только от шероховатости стенок, и сопротивление становится пропорциональным квадрату скорости, т. е. [c.280]

    Влияние шероховатости орошаемой поверхности на пленочное течение. При течении жидкости по шероховатой поверхности происходит турбулизация пограничного слоя за счет обтекания неровностей. В результате переход от ламинарного пленочного течения к турбулентному имеет место при меньших значениях критерия Рейнольдса, чем при движении жидкости по гладкой поверхности. Как показали исследования течения пленок по трубам с различной искусственной шероховатостью, а также по сильно корродированной орошаемой поверхности трубы, при ламинарном режиме движения пленки ее толщина может рассчитываться как для гладкой поверхности по уравнению (П. 114). При Кепл > Некр значения бср для шероховатых труб существенно зависят от вида шероховатости и плотности орошения. С учетом жидкости, находящейся между выступами шероховатости, средняя толщина пленки жидкости на шероховатых поверхностях на 23—65% больше, чем на гладкой поверхности. [c.139]

    График зависимости оэффвциентов трения от числа Ке для обычных и специальных труб, используемых в теплообменниках, приведен па рис. 9.5. Для других значений шероховатости поверхности рекомендуется воспользоваться соотношением Моуди [6]. В области ламинарного течения на графике имеется только одна линия, так шероховатость поверхности здесь не играет существенной роли. Следует обратить внимание на то, что на рис. 9.2 график зависимости фактора теплоотдачи от числа Ке в турбулентной области также представлен одной кривой, поскольку влияние шероховатости на теплоотдачу относительно невелико по сравнепию с ее влиянием на трение. [c.305]

    Влняные текстуры поверхности на граничное трение стало очевидным из экспериментов, проведенных в трубах с шероховатыми стенками, результаты которых были обобщены Рузом [23]. Хорошо известно, что при ламинарном течении по трубам с гладкими стенками коэффициент поверхностного трения обратно пропорционален числу Рейнольдса. При турбулентном течении применяется закон Бле-зиуса. Кэй [24] показал, что в случае течения но гладким трубам при числах Рейнольдса, превышающих 10 , коэффициент поверхностного трения связан с числом Рейнольдса формулой Кармен — Никурадзе. Никурадзе также исследовал влияние шероховатости трубы путем приклеивания частиц песка одинакового диаметра 8 к внутренней поверхности трубы радиуса В. Он показал, что чем больше относительная шероховатость е/й, тем меньше число Рейнольдса, нри котором происходит отклонение от ламинарного течения в трубе. Таким образом, отношение е/Е может рассматриваться как удобное средство для определения начала турбулентного движения. Шлихтинг [25] применял частицы с одинаковой высотой над средней плоскостью (например, сферические малого размера) и варьировал относительное расстояние между ними. Он нашел, что с уменьшением расстояния между этими элементами шероховатости средняя интенсивность пристенного сдвига сначала возрастает вследствие дополнительной турбулентности по мере увеличения числа элементов в единице поверхности. Максимум сдвигового напряжения достигается при определенном расстоянии между элементами. Руз [23] з становил, что один параметр — линейный размер — совершенно недостаточен для характеристики шероховатости поверхности. Он считал, что в дополнение к высоте должны определяться средняя острота выступов и расстояние между ними. [c.12]

    При рассмотрении влияния шероховатостей на харастер обтска-дая поверхности следует различать случаи ламинарного и турбулентного течений вблизи поверхности реакции. [c.167]

    Влияние изменения Re, не отраженное на рис. 5.3, может быть больше того, которое соответствует модели Дайсслера. В результате проведенного исследования [1а] по массоотдаче в узких каналах были получены данные, которые при ламинарном течении в точности согласуются с теорией Гретца—Левека, распространенной Ньюманом [117а] на каналы с параллельными стенками. При турбулентном течении над гладкой поверхностью в области 2500 < Re < 250000, отношение / /(//2) без определенной закономерности изменяется приблизительно от 0,6 до 0,95. Однако с увеличением шероховатости поверхности до 63 мкм указанное отношение возрастает до 2,4 при Re=3300. По этим данным, которые являются очень хорошими, могут быть вычислены локальные значения коэффициентов массоотдачи и трения, причем результаты по массоотдаче найдены электрохимическим методом при восстановлении феррицианида в водном растворе в каналах с эквивалентными диаметрами 0,096 и 0,038 см. [c.195]

    Книга посвящена экспериментальному исследованию связи квазиупорядоченной структуры турбулентного пограничного слоя с традиционно измеряемыми осред-ненными характеристиками течения в пограничном слое. Рассмотрен механизм периодического обновления течения в вязком подслое турбулентного пограничного слоя. Выявлено влияние высокого уровня турбулентности набегающего потока на интегральные характеристики турбулентного пограничного слоя. Исследовано влияние продольного градиента давления на коэффициент аналогии Рейнольдса в турбулентном пограничном слое с помощью разрушителей вихревых структур (РВС). Предложен способ измерения поперечного интегрального масштаба неоднородной турбулентности в пограничном слое. Рассмотрено влияние сжимаемости потока на величину допустимой высоты шероховатости. Приведена методика измерения параметров течения в пограничном слое с продольным градиентом давления в непосредственной близости от обтекаемой поверхности. [c.2]

Смотреть страницы где упоминается термин Турбулентное течение влияние шероховатости: [c.358]    [c.194]    [c.148]    [c.29]    [c.233]    [c.246]    [c.436]    [c.157]    [c.39]   
Теплопередача (1961) -- [ c.212 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Течение турбулентное



© 2025 chem21.info Реклама на сайте