Laminar și mișcare fluidă turbulent - studopediya
Experimentele arată că există două moduri de curgere a lichidelor și gazelor, laminar și turbulent.
Complex numit curgere laminară, fără agitare și fără viteză și presiune a particulelor fluctuațiile lichide. În flux de fluid laminar într-o țeavă dreaptă de secțiune transversală constantă toate sunt paralele cu ajutorul curenților axa țevilor, nu există nici un fluid de deplasare transversală. Cu toate acestea, cu flux laminar nu poate fi considerată irrotational, ca și cum nu este vortex vizibil, dar, de asemenea, cu mișcarea de translație are loc comandat mișcarea de rotație a particulelor individuale de fluid în jurul centrelor sale instantanee cu o anumită viteză unghiulară.
Este numit un flux turbulent, însoțit de agitare intensă și viteză și presiune fluctuațiile fluide. In curgerea turbulentă, împreună cu mișcarea longitudinală principală a fluidului are loc mișcarea transversală și mișcarea de rotație a volumelor individuale de fluid.
Schimbarea modului de curgere are loc la un raport specific între viteza V, diametrul d, și υ viscozitate. Acești trei factori sunt incluși în formula pentru numărul adimensional Reynolds Re = Vd / υ, deci este firesc ca numărul de Re. este criteriul pentru determinarea regimului de curgere din conducta.
Numărul Re. în care fluxul laminar vine într-o turbulent, a numit-o critica Rekr.
După cum demonstrează experimentele, pentru tuburile rotunde Rekr = 2300 și anume pentru Re
Schimbarea modului curent atunci când CR Re datorită faptului că un flux devine instabil, iar celălalt - devine.
Luați în considerare mai detaliat curgerea laminară.
Una dintre cele mai simple tipuri de curgere a fluidului vâscos este debit laminar într-un tub cilindric, și în special în cazul său particular - mișcarea uniformă constantă. Teoria laminar mișcare fluidă pe baza legii lui Newton de frecare. Această frecare între straturile unui fluid în mișcare este singura sursă de pierdere de energie.
Luați în considerare un flux de fluid set laminar într-o conductă dreaptă, cu d = 2 r0
Pentru a exclude influența gravitației și astfel simplifică derivarea presupunem că conducta este orizontală.
Să în secțiunea 1-1 din presiunea este P1 și secțiunea 2-2 - P2.
Datorită diametrului tubului constant V = const, £ = const, în timp ce ecuația lui Bernoulli pentru secțiunile selectate ia forma:
prin urmare, că va arăta piezometrele instalate în secțiuni.
Fluxul de lichid izolat volum cilindric.
Ecuația mișcării uniform în volumul selectat de lichid, care este egal cu 0 suma forțelor care acționează asupra volumului.
Rezultă că tensiunile tangențiale în secțiunea transversală a țevii se modifică liniar în funcție de rază.
Dacă exprimăm tensiunea de forfecare t prin legea lui Newton, atunci avem
Semnul minus se datorează faptului că direcția de numărare r (de la axa spre peretele opus direcției de referință y (peretele)
Și înlocuind valoarea lui t în ecuația precedentă, obținem
Prin urmare, vom găsi incrementul de viteză.
Integrarea get.
Constantă integrare găsită din condiția la r = r0; V = 0
Viteza periferică este egală cu raza r
Această expresie este legea de distribuție a vitezei în secțiunea transversală a unei conducte circulare în curgere laminară. Curba care arată curba ratei este un parabole al doilea grad. Viteza maximă care apare în secțiunea transversală de la centrul r = 0 este egal cu
Vom aplica această lege de distribuție a vitezelor pentru calcularea debitului.
Zona dS este recomandabil să se ia un inel de rază r și dr lățime
După integrarea pe întreaga suprafață a secțiunii transversale, adică de la r = 0 până la r = r0
Pentru legea exprimă rezistența; (Flow prin formula anterioară)
μ = υρ r0 = d / 2 γ = ρg. Atunci vom obține legea Puareylya;