Турбулентный режим движения жидкости в трубах

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]

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]

Турбулентный режим. Движение неньютоновских жидкостей в турбулентной области по аналогии с движением ньютоновских жидкостей может быть описано с помощью универсального профиля скоростей (см. стр. 78). На рис. 3.41 показано логарифмическое распределение скоростей для турбулентного режима потока неньютоновской жидкости при ее движении в гладкой трубе (по Прандтлю). Для неньютоновских жидкостей, в предположении, что касательное напряжение т и градиент скорости сШ йп остаются постоянными, предложены следующие зависимости. [c.101]

Выполнение критерия подобия (1.143) играет важную роль в задачах, где определяющими являются силы трения, например, при движении жидкости по трубам. Его физический смысл, как это видно из (1. 142), заключается в том, что число Re представляет собой соотношение между инерционными (числитель) и вязкими (знаменатель) свойствами в потоке. Это соотношение, как будет показано в параграфе 1.5, определяет режим движения жидкости, от которого существенным образом зависят потери напора в гидравлических системах. Если в потоке преобладают вязкие свойства (малые числа Re), то режим движения жидкости будет ламинарным (слоистым). В противном случае (большие числа Re) реализуется турбулентный (вихревой) режим движения. Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит при определенном числе Re, которое называется критическим и обозначается Re ,. [c.51]

Режим определяется скоростью движения. Ламинарное движение наблюдается при малых скоростях, турбулентное — при больших. Однако при турбулентном режиме движения у стенки трубы всегда остается ламинарный пограничный слой, который значительно снижает интенсивность теплоотдачи. Толщина пограничного слоя зависит от физических свойств жидкости и от скорости движения ее. [c.117]

Турбулентный режим движения жидкости в трубах [c.55]

Следует отметить, что при движении жидкости (газа) через зернистый слой турбулентность в нем развивается значительно раньше, чем при течении по трубам, причем между ламинарным и турбулентным режимами нет резкого перехода. Ламинарный режим практически существует примерно при Re < 50. В данном режиме для зернистого слоя X = A/Re [ср. с уравнениями (11,91) и (И,112)1. [c.104]

Турбулентный режим. Выше было показано, что значения коэффициентов трения нетрудно определить, если известен профиль скоростей. При турбулентном режиме движения жидкостей в трубах профиль скоростей описывается уравнениями (И, 85) и (11.88), которые выражают зависимость безразмерной скорости ш+ = wjw от безразмерного расстояния от стенки трубы y+ = yw /v, где ш = — скорость трения. Как и при [c.188]

Ламинарный режим при движении потока в прямой, гладкой и круглой трубе при острых краях входного сечения наблюдается при значениях Ре < 2300 (рис. 3.5). Неустойчивый ламинарный режим движения может существовать и при значениям Ре, превышающих Ре,ф, причем даже небольшие возмущения или начальная турбулентность во входящем потоке вызывают переход к турбулентному режим (рис. 3.6). Например, в случае движения в трубах проводящих жидкостей при наложении поперечного магнитного поля критическое значение критерия Рейнольдса может сущес1венно превышать 2300. Развитый турбулентный режим наступает при значениях Ре > 10 . Критическое значение критерия Рейнольдса характерно для каждой группы процессов. Если для движения в прямых круглых трубах Ре р = 2320, то для движения в змеевиках Ре, р = / йЮ), как показано на рис. 3.7. Следует отметить, что, например, для процесса осаждения Рбкр = = 0,2, для перемешивания Ре,ф = рпс1и 1 = = 50 и т. п. [c.58]

Сложность математического описания процессов переноса при турбулентном режиме движения обусловлена не только незавершенностью теории турбулентности, а также тем, что турбулентный режим движения практически всегда сочетается с ламинарным. Так, при движении жидкости в трубе при Ке > 2300 на входном участке образуется постепенно утолщающийся ламинарный пограничный слой, который на некотором расстоянии от входа начинает [c.303]

Некоторое представление об условиях разделения смесей при пленочной дистилляции в условиях нисходящего прямотока фаз дает работа [81]. В ней приводятся данные опытов по дистилляции водного раствора метанола с массовой концентрацией 28% в трубах диаметром 25 и 45 мм. Данные о составе дистиллята при различных размерах труб и разностях температур теплоносителя и раствора приведены на рис. 1.2. Верхняя кривая соответствует составу дистиллята при простой дистилляции (при отсутствии массообмена), нижняя кривая — составу дистиллята при достижении равновесия между жидкостью и паром (идеальный массообмен). Как видно, точки, изображающие состав дистиллята в проведенных опытах, располагаются между указанными кривыми. Увеличение диаметра трубы, обусловливающее ухудшение условий массообмена, приводит к повышению эффективности разделения. Следует подчеркнуть, что приведенные данные получены при проведении процесса дистилляции при атмосферном давлении и больших тепловых нагрузках. При этом имели место турбулентный режим движения пара и интенсивное кипение жидкости, обусловливающее ее турбулизацию. Подобные условия имеют место и при кипении под вакуумом уже при сравнительно небольших тепловых нагрузках. [c.19]

Опытами установлено, что если Re 2300, то в трубе наблюдается ламинарный режим движения жидкости, а если Не> 2300, то существует турбулентный режим. [c.263]

Гидравлический режим слоя определяется режимом в норовом канале, причем движение в этих каналах может быть как ламинарным, так и турбулентным. К двц ,кению в норовом канале могут быть применены законы движения жидкости по трубам. [c.63]

В случае турбулентного (реж има движения неметаллических жидкостей в прямой круглой трубе при 0,6 < Ял <100 [c.45]

При движении жидкости через слой зернистого материала или насадки турбулентность развивается при значительно меньших, чем при движении жидкости по трубам, значениях Ке (так, ламинарный режим существует при Ке < 50). [c.122]

Зависимость Я от Ке определяется характером движения жидкости. При движении жидкости через слой частиц турбулентность развивается значительно раньше, чем при движении жидкости по трубам. Ламинарный режим существует при Ке < 50. Опытные данные о зависимости А, от Ке обобщаются формулой [c.176]

Уменьшение влияния молекулярной вязкости на характер движения жидкости приводит к уменьшению степени при числе Ке в уравнении (2=62) и переходу в режим турбулентного движения, причем чем меньше степень при числе Ке, тем интенсивнее развита турбулентность. Так, для турбулентного движения в трубах уравнение (2—61) принимает вид [c.137]

Как при ламинарном, так и при турбулентном движении вдоль стенок трубы, ограничивающих поток, пролегает пограничный слой. В этом тонком слое скорость меняется от нуля (на поверхности) до некоторого значения, характерного для определенного режима движения. Движение жидкости или газа при больших числах Рейнольдса (турбулентный режим) эквивалентно движению жидкости с ничтожно малой вязкостью. Исключением является область пограничного слоя [30, с. 206 ]. В этом слое градиент скорости выше, чем в основном потоке, а касательные напряжения достаточно велики. [c.43]

Вследствие высокой кажущейся вязкости гидросмеси естественно предположить ламинарный режим по всему потоку и отсутствие движений перпендикулярно оси трубы, характерных для турбулентного режима ньютоновской жидкости. В связи с этим давление во всех точках поперечного сечения трубы одинаково, и касательное напряжение между слоями изменяется пропорционально радиусу г на оси трубы оно равно нулю, а на [c.205]

Если, регулируя краном 7 поток воды в трубе 6, превзойти некоторую критическую величину скорости, то жидкая краска, поступающая в поток, начнет размываться и при достаточно большой скорости равномерно окрасит жидкость в трубе 6. Это будет свидетельствовать о возникновении турбулентного режима. Можно затем, уменьшая скорость воды в трубе, восстановить ламинарный режим движения и т. д. [c.61]

Режим движения сточной жидкости по трубам и коллекторам является турбулентным. При этом в зависимости от скорости течения трубы могут работать в гладкой и шероховатой зонах, а также в переходной области между ними. [c.53]

Турбулентный режим. При турбулентном режиме движения жидкости, участвующей в массообмене, быстрый перенос массы осуществляется за счет турбулентной диффузии. Экспериментальное исследование турбулентной диффузии при высоких числах Рейнольдса потоков показало, что коэффициенты турбулентной диффузии в 100 раз больше коэффициентов молекулярной диффузии в газах и в 100ООО раз в жидкостях . Данные для турбулентного потока газа в трубах могут быть описаны следующим приближенным уравнением [c.398]

Подчеркнем, что в общем случае близость гидродинамического режима к режиму полного перемешивания нельзя отождествлять со степенью однородности распределения трассера в аппарате. Так, при турбулентном движении жидкости в трубе в любом ее сечении поток можно считать однородным вследствие его интенсивного перемешивания, обусловленного турбулентной диффузией. Однако Р-кривые трассера в условиях турбулентного потока будут существенно отличаться от кривой в на рис. 20. Более того, эти кривые будут весьма близки к кривой поршневого режима (рис. 20, а). Последнее обусловлено тем, что скорость и осредненного движения вдоль оси трубы, как правило, значительно превосходит соответствующую скорость и пульсационного движения, так что скорости движения различных порций трассера вдоль оси трубы можно считать примерно одинаковыми. Соотношение между величинами и я и можно и в общем случае использовать для оценки близости гидродинамического режима к идеальным режимам полного перемешивания и вытеснения. Так, соотношение и и является необходимым условием осуществления поршневого режима, а гипотетический режим, в котором (а=1, 2, 3), можно, по-видимому, отождествить с режимом полного перемешивания. [c.166]

На практике в больщинстве случаев встречается турбулентный режим, ламинарный режим наблюдается значительно реже (в основном при движении в трубах очень вязких жидкостей). [c.13]

При ламинарном движении, наблюдающемся при небольших скоростях и малых размерах частиц или при высокой вязкости среды, частица окружена пограничным слоем жидкости И плавно обтекается потоком (рис. 3.2, а). Потеря энергии в таких условиях связана в основном лишь с преодолением сопротивления трения. С развитием турбулентности потока (например, с увеличением скорости движения тела) все большую роль начинают играть силы инерции. Под действием этих сил пограничный слой отрывается от поверхности тела, что приводит к понижению давления за движущимся телом в непосредственной близости от него и к образованию беспорядочных местных завихрений в данном пространстве (рис. 3.2,6). Начиная с некоторых значений критерия Рейнольдса, при развитой турбулентности потока (рис. 3.2,в) сопротивлением трения можно пренебречь, так как преобладающей силой становится лобовое сопротивление. В данном случае, как и при движении жидкости по трубам, наступает автомодельный (по отношению к критерию Рейнольдса) режим. [c.117]

Можно полагать, что висящее пламя создает условия для более ранней турбулизации потока, чем в пламени первого вида. Это же явление затяжки ламинарного режима при соблюдении условий, препятствующих образованию местных возмущений потока, давно известно в гидродинамике при движении жидкости но трубопроводам. В этих условиях достаточно легкого удара но трубе, как режим движения сразу же перестраивается на турбулентный. [c.26]

Переход от ламинарного к турбулентному движению характеризуется критическим значением Ке р. Так, при движении жидкостей по прямым гладким трубам Ке р 2320. При Ке < 2320 течение обычно является ламинарным, поэтому данную область значений Ке называют областью устойчивого ламинарного режима течения. При Ке > 2320 чаще всего наблюдается турбулентный характер движения. Однако при 2320 < Ке < 10 ООО режим течения неустойчиво турбулентный, или переходный (смешанный). Хотя турбулентное движение при таких условиях более вероятно, но иногда при этих значениях Ке может наблюдаться и ламинарный поток. Лишь при Ке > 10 ООО турбулентное движение становится устойчивым (развиты м). [c.43]

В предельном случае может оказаться, что степень при Re станет равной О, тогда режим движения не зависит от Re, т. е. не зависит от влияния молекулярной вязкости. Такой режим называется автомодельным, он представляет собой режим развитой турбулентности. Автомодельный режим устанавливается в шероховатых трубах, при осаждении тел достаточно больших размеров и с большой скоростью (закон осаждения Ньютона), при вращении тел в жидкостях с большой скоростью (мешалки) и др. [c.125]

Структурообразование в золях имеет очень большое значение при протекании коллоидных растворов по трубе. Опытным путем установлено, что турбулентный режим у лиофильных золей возникает при более низких скоростях движения их, чем у нормальных жидкостей. Более легкий переход ламинарного режима в турбулентный при истечении золей лиофилов через капилляры связан с формой и свойствами частиц дисперсной фазы, а также с процессом структурообразования в подобных системах. [c.350]

Трубчатые реакторы (рис. 6.32) выполнены из длинных труб, соединенных последовательно в секции. Для обеспечения теплообмена трубы снабжены рубашками, в которых циркулирует тепловой агент. Длина труб определяется необходимым временем контакта. Так, непрерывнодействующий проточный реактор для гидролиза дихлорэтана имеет длину около 1 км. Несмотря на турбулентное течение жидкости внутри трубы, в таких реакторах режим движения реагирующих компонентов соответствует вытеснению. [c.123]

При турбулентном потоке коэффициент трения в общем случае зависит не только от характера движения жидкости (значения Ке), но и от шероховатости стенок труб. Из рис. 11-22 видно, что при турбулентном режим величина Я для негладких труб выше, чем следует из уравнения (11,95). На рисунке показано, что в небольшой области вблизи критического значения Ке режим движения является неустойчивым и величину Я надежна определить нельзя. [c.89]

Если Ке < Кекр, движение жидкости происходит в ламинарном режиме если же Ке > Ке,ф, движение жидкости является турбулентным (Кекр — критическое значение Ке). Область Ке Жвир можно в свою очередь разделить на переходную область, в которой режим движения жидкости является недостаточно устойчивым, и на область, в которой турбулентный режим вполне развит. Значение Кбкр зависит от конкретных условий движения жидкости (в трубах, по пластинам и т. д.). [c.60]

В зависимости от характера течения жидкости соотношение между X и Ттурб различно. Это аналогично течению в трубах, где предельными случаями являются ламинарный режим движения жидкости (ттурб) и квадратичная зона турбулентного режима (т = 0). Последнее равенство указывает на факт независимости гидравлических сопротивлений (или что то же самое производительности при заданном перепаде давления) от вязкости жидкости, Аналогом этому является течение жидкости в насосе при Ке 7000, когда наступает область автомодельности для зависимости kQ = f Q). Здесь кд принимает значение, равное единице. В общем случае с уменьшением числа Ке гидравлические сопротивления в проточных каналах рабочего колеса возрастают, приводя тем самым к уменьшению подачи насоса. Для заданных типа и размеров это имеет место при увеличении вязкости перекачиваемой жидкости. [c.86]

Значение числа Рейнольдса для условий перехода от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному называют критическим. При движении жидкостей по прямым гладким трубам КСкр = 2300. При Ке < 2300 режим движения жидкости будет ламинарным, а при Ке > 2300-турбулентным. Однако при 2300 < Ке < < 10000 режим движения жидкости неустойчив-движение может быть и ламинарным, и турбулентным эту область значений Ке часто называют переходной. Поэтому считают, что устойчивый (развитой) турбулентный режим при движении жидкостей по прямым гладким трубам устанавливается при Ке > 10000. [c.41]

Учитывая, что турбулентный режим движения воды в сети способствует образованию нефтяной эмульсии, следует проектировать канализационную сеть таким образом, чтобы в пей было обеспечено спокойное движение жидкости со скоростью 0,8— 1,0 м сек, при которой происходит самоочищение канализационных труб. Такая скорость называется самоочищающей, так как при ней не только не выпадает осадок из сточных вод, но смывается и осадок, выпавший в часы минимальных расходов. Не следует допускать резких изменений уклонов сети. Совершенно недопустимо резкое падение уровня воды (перепады) в колодцах коллектора, вызывающее турбулентность потока, так как при наличии перепадов коллектор не может быть использован как отделитель нефти от воды. [c.72]

Определение а . В регенеративных теплообменниках наиболее распространенных типов — кожухозмеевиковых и кожухотрубных — жидкий фреон течет внутри труб, прямых или изогнутых. При значениях диаметров труб (8—19 мм), принятых в отечественной практике для Ф-12, Ф-502, Ф-142, имеющих в рабочем интервале температур значение кинематической вязкости V = (0,15- 0,25). 10 м 1сек, режим движения жидкости в трубах будет турбулентным или переходным от ламинарного к турбулентному. В этих условиях коэффициент теплоотдачи рекомендуется определять по уравнению для вынужденного движения жидкости в трубах и каналах при турбулентном и переходном режимах — уравнение (11.11). При расчете для теплообменника типа струба в трубе , где жидкий фреон течет в межтрубном канале, рекомендуется использовать формулу (11.13). [c.221]

Для ламинарно-волнового течения, в свою очередь, различают два режима. При сравнительно малых расходах жидкости, когда значение Керл превышает 12, но не выше 100— 200, под действием силы тяжести преимущественно образуются сравнительно длинные гравитационные волны. Длина их уменьшается с возрастанием скорости стекания пленки. Вслед за этим первым ламинарно-волновым режимом (при больших значениях Ке л) наступает второй ламинарно-волновой режим. Для него характерно появление на поверхности пленки коротких капиллярных волн, или ряби , возникающей под действием сил поверхностного натяжения (капиллярных сил). С дальнейшим увеличением расхода жидкости и Кепл > —1600 (критическое значение Кепл. по данным различных исследователей, составляет от 1000 до 2500) волнообразование на поверхности приобретает все более хаотический характер, причем по толщине пленки все сильнее развивается поперечное перемешивание, типичное для турбулентного режима. Переход от второго ламинарно-волнового режима к турбулентному режиму течения тонких пленок менее резок, чем при движении жидкости в трубах. Что касается чисто ламинарного (безволнового) течения пленок, то оно может быть достигнуто при значениях Reпл, характерных для ламинарно-волнового режима, лишь путем добавления к жидкости поверхностно-активных веществ. [c.115]

На рис. 1.39 представлены графики зависимости критерия мош ности Кд, = iV/(pn d от Re , где параметром, отличаюш им одну кривую от другой, служит конструктивный вид мешалки (лопастная, пропеллерная и т.д., см. далее). Следует отметить, что экспериментально найденное значение критерия Рейнольдса Re = 50, отделяюш ее ламинарный режим движения мешалки в вязкой жидкости от турбулентного, равно 50 (сравним с критическими значениями для прямых труб, пленок на поверхности и пр.). В экспериментальных данных на рис. L.39 в неявном виде учтено то обстоятельство, что жидкость фактически никогда не бывает неподвижной, а в той или иной степени увлекается во вращательное движение вращающейся мешалкой. [c.115]

Турбулентность. Опытным путем установлено, что при протекании по трубам структурированных жидкостей турбу-лентньп режим наступает гораздо ранее (т. е. при более низких скоростях движения), чем у нормальных жидкостей. Это также влияет на вязкость жидкостей — они и по этой причине не подчиняются закону Пуазейля (необходимо иметь в виду, что указанный закон при турбулентном истечении любой жидкости неприменим). [c.421]