Закон сопротивления при движении потока в трубах

Рис. 3-10. К выводу закона (3-46) сопротивления при движении потока в круглой трубе.

В области ползущих течений (Не < 0,1) действие силы сопротивления подчиняется закону Стокса и в соответствии с аналитическим решением системы уравнений Навье—Стокса и уравнения неразрывности для шарообразных частиц коэффициент сопротивления рассчитывается по уравнению (4.18) и зависимости 24/ Ке соответствует прямой участок в логарифмических координатах. Следует отметить, что в случае обтекания (или осаждения) шарообразных частиц на графике С = / (Ке) переход от ламинарного режима к турбулентному не выражен так отчетливо, как при движении потоков в трубах. [c.122]

Закон сопротивления при движении потока в трубах [c.48]

Между законом сопротивления и профилем скоростей потока, движущегося в трубе, существует однозначная связь. Потери напора или давления в трубопроводе при движении по нему реальной жидкости обусловлены сопротивлением трения и местными сопротивлениями. Потери на трение имеют место по всей длине трубопровода и зависят от режима течения потока, увеличиваясь с возрастанием турбулентности. Местные сопротивления возникают при любых изменениях скорости потока в результате изменения его сечения или направления (внезапные сужения, расширения, повороты, краны, вентили и т. п.). [c.48]

Главная особенность турбулентного движения — та особенность, которая является источником его сложности и своеобразия, — заключается в очевидном и резком несоответствии между картиной течения жидкости в целом и характером перемещения ее отдельных элементов. Если для конкретности иметь в виду, например, хорошо знакомый нам случаи стационарного стабилизировавшегося движения несжимаемой жидкости по трубе, то перед нами предстанет привычный простой образ осесимметричного профиля, устойчивого и во времени и в пространстве. Различие между ламинарным и турбулентным течением сведется к конфигурации профиля — большей или меньшей степени его заполненности. В количественном отношении турбулентное течение характеризуется определенными закономерностями (например, степенным законом сопротивления), которые несколько сложнее, чем зако номерности ламинарного потока, но проявляются так же отчетливо и столь же устойчивы. [c.188]

С увеличением скорости движения ламинарное течение переходит в турбулентное течение, при котором происходит интенсивное перемешивание между слоями жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри различных размеров. Частицы совершают хаотические движения по сложным траекториям. Для турбулентного течения характерно чрезвычайно нерегулярное, беспорядочное изменение скорости со временем в каждой точке потока. Можно ввести понятие об осредненной скорости движения, получающейся в результате усреднения по большим промежуткам времени истинной скорости в каждой точке пространства. При этом существенно изменяются свойства течения, в частности, структура потока, профиль скоростей, закон сопротивления. Профиль осредненной скорости турбулентного течения в трубах отличается от параболического профиля ламинарного течения более быстрым возрастанием скорости у стенок и меньшей кривизной в центральной части течения (рис. 9.2, б). За исключением тонкого слоя около стенки, профиль скорости описывается логарифмическим законом. Режим течения жидкости характеризуется числом Рейнольдса Ке. Для течения жидкости в круглой трубе [c.186]

Коэффициент сопротивления трения зависит от ряда факторов рода жидкости, ее режима движения, плотности и вязкости, состояния поверхности, наличия теплообмена и др. Для его расчета в случае изотермического потока, т. е. при отсутствии теплообмена, при ламинарном режиме движения среды в гладких трубах действителен закон Пуазейля [c.249]

Основной частью исследуемого аппарата является гидродинамическая мешалка, выполненная в виде трубы Вентури с кольцевой щелью на выходе [1]. Жидкость вводится в конфузор по центральной трубе с соплом на конце, газ — в межтрубное пространство. Исследование проведено при скоростях жидкости 1,2— 2,21 м/сек и при соотношении объемных расходов газа и жидкости в двухфазном потоке G/L = a = 0,05 1,60. Выбор для изучения области относительно малых значений а объясняется предпочтительным назначением аппарата для абсорбции плохо растворимых газов. Гидравлическое сопротивление аппарата при движении двухфазных потоков Арг-ж может быть определено при малом газо-содержании как для однофазного потока с переменными плотностью и вязкостью. В этом случае основной закон движения для двухфазных потоков можно записать в виде [c.187]

П. Движение жидкостей. Выражения для динамических соотношений между давлением и расходом жидкостей, движущихся в трубопроводах и резервуарах под действием сил тяжести или других сил, которые возникают в жидкостях, могут ыть получены, исходя из основных законов гидромеханики. Важную роль при этом играют такие факторы, как инерция движущейся жидкости, сопротивление потоку, вызванное шероховатостью труб и силами вязкого трения в самой жидкости, сжимаемостью жидкости и упругостью содержащих ее сосудов. [c.11]

При сжатии потока его тангенциальная составляющая скорости, по закону сохранения момента количества движения жидкости, увеличивается примерно в отношении диаметра винта к диаметру напорной трубы. Таким образом, если на выходе из нарезок насоса нет никаких устройств (спирального отвода, направляющего аппарата), раскручивающих поток жидкости, то в напорную трубу жидкость попадает с большой тангенциальной составляющей скорости. Известно, что гидравлическое сопротивление при течении вращающегося потока жидкости через трубу или отверстие может быть в десятки раз больше сопротивления при течении жидкости без вращения. Поэтому потери энергии жидкости на выходе насоса без специальных устройств могут быть значительными [даже больше Яц и Ыц, подсчитанных по формулам (18) и (19)]. Это явление было установлено уже при первых экспериментах. Были проведены сравнительные испытания одних и тех же рабочих органов со спиралью, направляющим аппаратом и обычной трубой. Для этого, в отличие от описанных экспериментов, направление вращения винта [c.50]

Из-за хаотичности траекторий частиц теоретическое изучение турбулентных потоков значительно усложняется. До недавнего времени считалось, что без привлечения дополнительных гипотез и опытных данных с помощью уравнений гидродинамики вообще невозможно рассчитать поле скорости и гидравлическое сопротивление при турбулентном режиме движения жидкости. В настоящее время это мнение можно считать устаревшим. Для некоторых простейших случаев (течение жидкости в трубах и каналах на участках, значительно удаленных от входа, и др.) численным моделированием с помощью сверхмощных компьютеров получены решения уравнений Навье—Стокса и для турбулентных потоков рассчитаны напряжения в жидкости, подтверждены эмпирические законы гидравлического сопротивления, установлено критическое число Рейнольдса (Ке р 2300) и т.п. Тем не менее, основным методом изучения турбулентных потоков в настоящее время остается метод, предложенный в XIX в. английским ученым О. Рейнольдсом. [c.144]

При экспериментальном исследовании сопротивления шара или частицы иной формы надо учитывать осложняющие факторы. Если частица обдувается в аэродинамической трубе, то обтекание может нарушаться держателем, который закрепляет ее в определенном положении. Кроме того, существенна и степень начальной турбулентности обдувающего потока. Так, при больших значениях критерия Re, рассчитанного на диаметр частицы, сильно турбулентный внешний поток может разрушить турбулентный след, образующийся за частицей, и изменить закон ее сопротивления. Незакрепленные и взвешенные в потоке частицы могут вращаться, изменять свою ориентацию по потоку и совершать сложное непрямолинейное движение. Подробный обзор исследований, посвященных влиянию турбулентности набегающего потока, вращения, шероховатости и формы частиц и других факторов на сопротивление, приведен в серии статей Торобина и Говэна [12]. [c.28]

Исследования законов движения многофазного потока в трубах с внутренним покрытием в лабораторных и промысловых условиях были выполнены Хаса-евым 125]. Не останавливаясь подробно на методике исследований и промежуточных результатах, можно сказать, что примеггение насосно-компрессорных труб с покрытием уменьшает коэффициент гидравлического сопротивления. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология