Движение жидкости по шероховатой поверхности

Шероховатость поверхностей, ограничивающих поток. Характер поверхностей, ограничивающих поток, существенно влияет на условия движения жидкости. Различают поверхности гладкие и шероховатые. [c.42]

Коэффициент трения зависит от степени шероховатости внутренней поверхности трубопровода и характера движения жидкости. При обычных расчетах пренебрегают влиянием шероховатости труб. [c.39]

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]

Согласно современным взглядам коэффициент С учитывает всю совокупность явлений, происходящих за телом и вокруг него. На сопротивление влияют форма тела, соотношение размеров, шероховатость поверхности, скорость движения и др. От всех этих факторов зависит объем жидкости, на которую воздействует движущееся тело. Коэффициент С называют коэффициентом сопротивления. [c.275]

Поверхность нагреваемого цилиндра делают шероховатой при ПОМОШ.И пескоструйного аппарата, что способствует равномерному распределению жидкости. Подвижные металлические кольца 2, насаженные на обогреваемый цилиндр, создают вращательное движение пленки расположенная над углублением для подачи питания защитная стеклянная воронка 3 препятствует попаданию брызг жидкости на поверхность конденсации. [c.304]

После подстановки выражений для Ей и Не в зависимость (1.37) получаем уравнение Дарси — Вейсбаха, т. е. уравнение(4, а), приведенное в табл. 1.3 [ а = 2ф(Ре) — коэффициент гидравлического сопротивления]. По этому уравнению можно определить потери давления на участке, если известна величина а, формально зависящая только от Ре. В действительности 1а учитывает влияние двух факторов потери давления на внутреннее трение жидкости и потери давления от взаимодействия потока с поверхностью трубы. Это взаимодействие не учитывалось при выводе уравнения. Для ламинарного режима движения жидкости, когда Ре < 2300, величина а определяется только силами внутреннего трения и не зависит от состояния поверхности трубы. Для развитого турбулентного движения (Ре > 10 000) потери давления на участке существенно зависят от взаимодействия потока с поверхностью. Коэффициент в этом случае должен учитывать размеры шероховатостей трубы. Определяется 1а экспериментальным путем [11, 12, 14, 15]. [c.26]

Коэффициент Я в общем случае является функцией числа Рейнольдса Ре и относительной шероховатости внутренней поверхности трубы и определяется по различным формулам в зависимости от режима движения жидкости [c.92]

Значения чисел Re и Re, зависят от целого ряда факторов состояния стенок канала, условий на входе в канал, перепада давления вдоль линии тока, температурного режима поверхностей. Например, при прочих равных условиях в канале с гладкими стенками ламинарная форма движения сохраняется дольше (по числу Re), чем в канале с шероховатыми стенками при прочих равных условиях отрицательный градиент давления способствует сохранению ламинарной формы движения, а положительный — нет. Во всяком случае, при движении жидкости в цилиндрических трубах число Рейнольдса Re (подсчитанное по гидравлическому диаметру) не больше 2000. Но это не значит, что в области Re > [c.21]

На практике встречаются два вида гидравлических потерь потери по длине и местные потери. Потери по длине наблюдаются в каналах постоянного сечения и увеличиваются пропорционально длине канала. Они зависят как от состояния внутренней поверхности стенок канала, так и от режима движения жидкости. В качестве геометрической характеристики, определяющей состояние поверхности стенок канала, принята относительная эквивалентная шероховатость к с1. Режим движения жидкости определяется числом Рейнольдса Ке= [c.14]

Определение этого коэффициента при движении жидкости через местное сопротивление является основной задачей при расчете местной потери напора. Из теории подобия известно, что коэффициент зависит от вида сопротивления, числа Рейнольдса и шероховатости внутренних поверхностей. [c.59]

Отложению кристаллов способствуют замедленное движение жидкой пленки, прилегающей непосредственно к твердой шероховатой поверхности, и более низкая, чем в общей массе жидкости, температура наружных [c.125]

При скорости движения преобразователя 150. .. 750 мм/с, шероховатости поверхности ОК Rz 20. .. 80 мкм стабильность акустического контакта с помощью магнитной жидкости приблизительно такая же, как при иммерсионном способе контакта, и в 3 - 4 раза повышает стабильность контакта по сравнению с ручным контролем [184]. [c.242]

Более гладкая поверхность нежелательна, так как при движении преобразователь будет соскабливать контактную жидкость, предварительно нанесенную на поверхность изделия. Более грубая, чем рекомендовано, поверхность приведет к нестабильности акустического контакта. Изделия с грубой поверхностью лучше контролировать на пониженных частотах, применять в этом случае в качестве контактной жидкости более густые масла или глицерин. При контроле щелевым и особенно иммерсионным способами шероховатость поверхности допускается значительно больше, чем при контактном способе. [c.340]

Вопросы подготовки поверхности изделия к контролю упомянуты в разд. 2.2.4.9 и 3.1.3. Здесь отметим, что при контроле контактным способом волнистость поверхности ввода должна быть не более 0,015. Оптимальная шероховатость поверхности для контроля контактным способом прямым преобразователем -Иг = 10. .. 20 мкм, а для контроля наклонным - Лг = 20. .. 40 мкм. Более гладкая поверхность нежелательна, так как при движении преобразователь будет соскабливать контактную жидкость, предварительно нанесенную на поверхность изделия. Более грубая поверхность приведет к нестабильности акустического контакта. При контроле щелевым и особенно иммерсионным способами шероховатость поверхности допускается значительно больше, чем при контактном способе. [c.564]

Опасность воспламенения и взрыва появляется при повышенной влажности, высоком давлении и температуре. В газообразном состоянии моноокись взрывается с парами воды (влажный воздух) при нормальной температуре, но только над поверхностью жидкости. Трение или механический удар, а также движение моноокиси по шероховатым поверхностям могут привести к воспламенению элементов конструкции. Коррозионная активность дифторида кислорода значительно меньше, чем у фторида, и поэтому перечень материалов, стойких в этом окислителе, шире. [c.78]

Практически турбулентное движение потока жидкости создается в трубах с шероховатой поверхностью на прямом участке трубопровода в тех случаях, когда течение жидкости изменяет скорость или меняет свое направление. Так, например, при замедленном течении вследствие перехода от малого сечения трубы к большему поперечному сечению наблюдается так называемое явление отрыва [c.122]

КОСТИ р). Удобным критерием является безразмерный параметр Не = и1/ киш называемый числом Рейнольдса. Если это число меньше некоторого критического значения (для шероховатой поверхности 10з, для гладкой —10 ), то поток ламинарен — жидкость движется послойно, параллельно поверхности. При больших значениях числа Рейнольдса (при большой скорости потока) движение становится турбулентным, и в потоке возникают хаотичные завихрения. Мы будем рассматривать только ламинарное течение жидкости. [c.81]

Представляют интерес экспериментальные данные, полученные при изучении явлений перехода ламинарного движения в турбулентное. Сам механизм перехода упрощенно можно представить следующим образом. Под влиянием вязкости жидкости на повер хности твердого тела, вдоль которой происходит движение, образуется ламинарный пограничный слой. Различные внешние причины (шероховатость поверхности, неравномерность основного потока, внешние вибрации, внешние звуковые волны и др.) приводят к возмущениям пограничного слоя в отдельных частях по длине обтекаемого тела. Частота и амплитуда возникающих возбуждений-распределяются неравномерно. Возмущение, возникающее в пограничном слое, либо нарастает, [c.122]

ДВИЖЕНИЕ жидкости ПО ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ [c.224]

Движение жидкости по шероховатой горизонтальной поверхности. Шероховатость поверхности сказывается на растекании жидкости. Выступы шероховатой поверхности оказывают сопротивление растеканию жидкости. Растекание во многом зависит от направления выступов поверхности. [c.224]

Влияние шероховатости стенок труб на сопротивление. При движении жидкости по трубам, не имеющим гладкой поверхности, как, например, 1ПО керамическим трубам с нешлифованной внутренней поверхностью, ПО загрязненным трубам и т. п., следует учитывать влияние [c.67]

Данные табл. II. 6 охватывают область Reg<2000. Для ряда задач химической технологии и атомной энергетики существенно определять гидравлическое сопротивление зернистого слоя в области больших значений Reg. При этом величина Ки в уравнении (11.110) не остается постоянной численное ее значение по мере роста Reg постепенно уменьшается. Такое уменьшение можно объяснить изменением характера обтекания отдельных шаров в слое. По мере роста Reg характер движения жидкости в слое все более приближается к последовательному внешнему обтеканию отдельных элементов слоя. Понижение величины Кш отмечается для элементов слоя с гладкой поверхностью. Шероховатая поверхность шаров приводит к повышению величины Кш (см. раздел II. 8), поэтому данные работы [147] (см. также табл. II. 6 [164]) для шаров со слабой шероховатостью дают постоянное значение Ки вплоть до Реэ 101 [c.93]

Коэффициент гидравлического сопротивления находят по формулам или из таблиц по справочным данным. Он зависит от режима движения жидкости по трубопроводу и состояния внутренней поверхности трубы, т. е. от ее шероховатости. В трубопроводе могут наблюдаться ламинарный или турбулентный режимы движения жидкости. Границу существования того или иного режима движения жидкости по трубопроводу определяют по числу Рейнольдса [c.263]

Отложению кристаллов способствует замедленное движение жидкой пленки, прилегающей непосредственно к твердой шероховатой поверхности, и более низкая, чем в общей массе жидкости, температура наружных стенок колонны и охлаждающих поверхностей. Это увеличивает [c.152]

Значения коэффициента гидравлического сопротивления находятся по специальным формулам, приводимым в соответствующей литературе. Необходимо иметь в виду, что этот коэффициент зависит в общем случае от ряда факторов режима движения жидкости в трубопроводе,, характеризуемого так называемым безразмерным числом Рейнольдса (Не), материала и состояния внутренней поверхности стенок трубопровода, т. е. от их относительной шероховатости. [c.13]

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]

Определение толщины пограничного слоя б имеет большое значение при гидравлических расчетах, так как по ее величине путем сопоставления со средним значением выступов на внутренней поверхности трубы относят ее либо к группе гидравлически гладких, либо гидравлически шероховатых. Если среднее значение выступов Д, называемое шероховатостью, меньше толщины пограничного слоя (Л < б), то труба, в которой происходит движение жидкости, будет гидравлически гладкой. Если же А > б, то труба становится гидравлически шероховатой. В первом случае шероховатость не влияет на потери напора, а во втором оказывает влияние. Наряду с понятием и значением абсолютной шероховатости при гидравлических расчетах пользуются также относительной шероховатостью, являющейся отношением величины абсолютной шероховатости к радиусу или диаметру трубы. [c.42]

На поверхности неорганических твердых веществ часто встречаются свойственные этим веществам нарушения структуры. Они вызываются присутствием на указанной поверхности иснов, загрязняющих данное вещество. Получить чистую поверхность весьма трудно и считать реальную поверхность гладкой можно в очень редких случаях. Адам (641 показал влияние шероховатости поверхности на величину контактного угла и продемонстрировал, что при передвижении капли по поверхности она имеет по фронту движения значительно больший контактный угол, чем с тыльной части. Он приписал наличие гистерезиса контактного угла вязкостному сопротивлению движению кромки жидкости на твердой поверхности. Поэтому термодинамические соотношения адгезии практически могут быть приложимы только к жидкостям, у которых имеется точное соответствие между чистой работой, затраченной на образование новой поверхности, и приростом свободной энергии, согласно уравнению (74). [c.63]

Влияние шероховатости стенок труб на сопротивление. При движении жидкости по трубам, не имеющим гладкой поверхности, как, например, по керамическим трубам с нешлифованной внутренней поверхностью, по загрязненным трубам и т. п., следует учитывать влияние шероховатости на величину Л. В качестве характеристики шероховатости вводится понятие относительной шероховатости или коэффициента шероховатости п, представляющего собой отношение средней величины выступа ншроховатости (или глубины впадины) г к радиусу трубы г, т. е. [c.69]

Труба, заполненная насадками, иТта же труба без насадок—это несопоставимые условия теплоотдачи. Насадки, заполняющие трубу, создают сложный лабиринт для течения жидкости и длина соприкосновения жидкости со стенками трубы едва ли может быть определима. Достаточно отметить тот важный факт, что при сопоставимых числах Не потери напора в указанном лабиринте в 600 10 раз больше чем в гладкой трубе. Критерии Нуссельта с насадками при одинаковых числах Ке оказался приближенно в 8 раз больше чем в гладкой трубе. А. А. Селезнев [22] провел большую работу по теплоотдаче при течении воздуха в трубах с искусственной шероховатостью в виде бугорков, имевших форму усеченных пирамид. Опыт показал, что теплоотдача от шероховатой стенки выше чем гладкой при том же диаметре трубы. Здесь сопоставимость шероховатой и гладкой трубы также весьма условны. Чем больше шероховатость, тем больше относительная поверхность теплоотдачи. В условиях, когда пограничная пленка не покрывает выступы шероховатости, движение жидкости на границе пограничной пленки ядра потока происходит по сложному лабиринту выступов. Особенно велик.эффект искусственной турбулизации получил Кох, применяя диафрагмовые вставки. Устройствоопытной трубы с диафрагмами показано на фиг. 111, 24. При обработке опытных данных при нагреве воздуха в трубе скорость принималась без учета сужения потока в диафрагмах, и коэффициент теплоотдачи относился к внутренней поверхности гладкой трубы. В трубе с дисковыми вставками диаметром и расстоянием между дисками к интенсивность теплоотдачи оказалась очень высокой. На фиг. III. 25 приведен график зависимости Nu/Nuo от т и ЬЧй по данным Коха. По оси ординат отложены отношения критерия Ыи для трубы с вставками к Ыи гладкой ПО [c.110]

Когда турбулентный поток вступает в контакт с обтекаемой поверхностью (рис. II. 12) сначала образуется ламинарный пограничный слой, подобный рассмотренному выше. По достижении некоторого критического размера ламинарное движение в пограничном слое становится неустойчивым (точка А) и развивается турбулентность. В переходной зоне, ограниченной точками А и В, турбулентность распространяется на всю толщину пограничного слоя /, за исключением тонкого слоя вблизи стенки называемого вязким подслоем II. В нем имеет место струйное течение, которое подвергается, однако, интенсивным внешним возмущениям, вызванным проникновением турбулентных пульсаций из ядра потока. Эти пульсации затухают и не приводят к развитию турбулентности, поскольку в вязком подслое определяющую роль играют силь вязкости. Резкой границы между вязким подслоем и т фбулентным пограничным слоем нет. Между ними имеется небольшая переходная область. В связи с малой толщиной вязкого подслоя измерить экспериментально распределение скоростей в нем не удается. Поэтому нет сведений относительно изменения толщины вязкого подслоя по длине. Обычно считают, что его толщина в развитом турбулентном пограничном слое остается по длине неизменной. Условия развития турбулентности в пограничном слое определяются формой и состоянием обтекаемой поверхности (шероховатостью), условиями обтекания и степенью турбулентности потока жидкости. Переход пограничного слоя от ламинарного режима движения к турбулентному определяется критическим значением критерия Рейнольдса Ке кр, для нахождения которого в качестве определяющего размера принимается длина в направлении потока I. Для пластин и тел вращения большой длины при движении жидкости вдоль твердого тела Ке кр = = 2-10 - 2-10 . Для тел другой формы Ке кр меньше. [c.116]

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]

При ламинарном режиме движения жидкости (для труб при Re < 2320) коэффициент трения практически не зависит от шероховатости поверхности, поскольку относительная шероховатость A/R (R — радиус трубы) при A/R С 1 мало влияет на профиль скоростей. При турбулентном режиме движения влияние шероховатости определяется соотношением размеров выступов Д и толщины вязкого подслоя бв- Если бв > Д, то жидкость в вязком подслое обтекает выступы и шероховатость практически не сказывается на значении X. Если же Д л бв или Д > бв, то выступы турбулизируют вязкий подслой и необходим дополнительный расход энергии на вихреобразование. Поскольку на начальных участках трубы по ходу потока имеется ламинарный пограничный слой, влияние шероховатости на начальных участках трубы относительно мало и в наибольшей мере сказывается в области развитого турбулентного режима. Согласно (II. 89), толщина вязкого подслоя уменьшается с увеличением значения Re (напряжение на стенке Отст при этом увеличивается). Следовательно, влияние шероховатости возрастает с повышением значения критерия Re. При больших Re влияние шероховатости превалирует над влиянием обычного вязкого трения. В связи с этим при турбулентном режиме движения различают область гладкого трения, в которой X зависит только от Re и не зависит от шероховатости поверхности, область смешанного трения, в пределах которой оказывают влияние оба фактора, т. е. X зависит и от Re и от шероховатости, и область шероховатого трения, или автомодельную, в которой X определяется только шероховатостью и не зависит от Re. [c.190]

С развитием турбулентности и в условиях отрыва пограничного слоя от поверхности обтекаемой частицы (рис. 4-5) вблизи от этой поверхности давление, оказываемое потоком, понижается, что приводит к вихреобразованию в зоне пониукенного давления (рис. 4-6). Следует отметить также, что разность давлений жидкости на лобовую поверхность частицы, встречающей обтекающий поток, и на ее кормовую поверхность превышает Ар, возникающее при ламинарном обтекании. Следовательно, и сопротивление в области турбулентного движения (при Ке > 10 ) будет значительно превышать значения, рассчитанные по уравнению (4-33) . Сопротивление давления будет зависеть от места отрыва линии тока жидкости от поверхности обтекаемой частицы, что в свою очередь связано с формой и шероховатостью частицы, скоростью потока и другими физическими свойствами системы. [c.115]

При течении жидкости по шероховатой поверхности происходит турбулизация пограничного слоя за счет обтекания неровностей. В результате переход от ламинарного пленочного течения к турбулентному происходит при меньших значениях критерия Рейнольдса, чем при движении жидкости по гладкой поверхности. Течение пленок по трубам с различной искусственной шерохо- [c.58]

Приведены в табл. II. 1. При Ке л Ке р значения б для шероховатых и гладких труб в пределах погрешности опытов совпадают. Следовательно, при ламинарном режиме движения пленки ее толщина может рассчитываться, как и для гладкой поверхности, по уравнению (11.17). При РСдл > Квкр значения б для шероховатых труб существенно зависят от вида шероховатости и плотности орошения. Так, если для трубы с поперечной. накаткой при Кбцл = 10 получили б = 1,02 мм, то при том же значении Ке л для трубы с шахматной накаткой б = 1,8 мм. С учетом жидкости, находящейся между выступами шероховатости, средняя толщина пленки жидкости на шероховатых поверхностях на 23—65% больше, чем на гладкой поверхности. Уменьшение средней толщины пленки для трубы с. поперечной накаткой по сравнению с другими трубами объясняется уменьшением гидравлического сопротивления при обтекании выступов шероховатости вследствие [c.59]

На основе имеющихся данных можно сделать следующие основные обобщающие заключения относительно механизма пузырчатого кипения на чистых гладких или шероховатых поверхностях. В предыдущих разделах качественно было показано [Л. 87], что только незначительная часть тепла, отводимого от греющей поверхности, передается непосредственно к пузырям, когда они находятся в контакте с поверхностью. Основная доля тепла передается жидкости. Сильный рост интенсивности теплоотдачи при пузырчатом кипении ( /Л) = (АГ) обусловлен тур-булизующим воздействием пузырей на жидкость вблизи поверхности нагрева. Паровые пузыри, образующиеся на поверхности и отрывающиеся от нее (в случае насыщенной и слегка недогретой жидкости), или возникающие и затем исчезающие пузыри (при существенном недо-греве жидкости) приводят в движение объем жидкости, равный их собственному объему. Пузыри действуют как своего рода насосы . [c.238]

Коэффициент сопротивления трения зависит от величины критерия Рейнольдса и от степени шероховатости внутренней поверхности трубы. Для гладких труб при турболентном движении жидкости применяется формула Блазиуса [c.286]

По аналогии с теплоотдачей при течении воды по шероховатым трубам или вынужденном движении воздуха в шероховатых трубах при теплоотдаче от шероховатой стенки к нагреваемой пленке жидкости следовало бы также ожидать некоторую ее интенсификацию, величина которой зависела бы от формы, расположения и высоты выступов неровностей. Однако опыты Т. Сексауэра [203], в которых использовалась медная полированная (гладкая) труба и стальная (шероховатая) труба, показали, что теплоотдача на гладкой трубе при прочих равных условиях выше, чем на шероховатой (шероховатость не была количественно оценена и описана). В работе Г. Струве [208] при трех различных шероховатостях поверхности стенки с глубиной 0,1 1 и 12 микрон не было отмечено влияние шероховатости на коэффициент теплоотдачи при нагреве пленки. [c.78]

На практике встречаются два вида гидравлических потерь потери по длине и местные потери. Потери по длине наблюдаются в каналах постоянного сечения и увеличиваются пропорционально длине канала. Они зависят как от состояния внутренней поверхности стенок канала, так и от режима движения жидкости. В качестве геометрической характеристики, определяющей состояние поверхности стенок канала, принята относительная эквивалентная шероховатость кэ1с1. Режим движения жидкости определяется числом Рейнольдса Ке= d.lv, где с — характерная скорость движения потока жидкости, й — характерный размер потока, V — кинематическая вязкость жидкости. [c.14]

Отложению кристаллов способствует замедленное движение жидкой пленки, прилегающей непосредственно к твердой шероховатой поверхности, и более низкая, чем в общей массе жидкости, температура наружных стенок колонны и охлаждающих поверхностей. Это увеличивает степень пересыщения раствора, а следовательно, и скорость кристаллизации непосредственно на твердых поверхностях колонны. Приставшие к поверхности кристаллы облегчают последующее отложение кристаллической массы. Поэтому слой осадка на стенках постепенно увеличивается, а свободное сечение для прохода жидкости и карбонизующего газа уменьшается. Линейная скорость [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология