Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Исследование режимов движения жидкости и опытная проверка критерия Рейнольдса
I. Вводная часть Различают два режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный. Термин «ламинарный» произошёл от латинского слова «lamina» - слой, а термин «турбулентный» - от латинского слова «turbulentus» - беспорядочный. При ламинарном режиме частицы жидкости движутся отдельными не смешивающимися друг с другом параллельными струйками. При турбулентном режиме частицы жидкости движутся беспорядочно, хаотически, отдельные струйки перемешиваются между собой. На существование в природе двух режимов движения жидкости впервые указал проф. Д. И. Менделеев*) в 1880 г. в работе «О сопротивлении жидкости и воздухоплавании» Экспериментальное изучение режимов движения жидкости было выполнено О. Рейнольдсом**) в 1883г. Режим движения жидкости зависит от размеров живого сечения потока, вязкости жидкости и скорости её движения: при малых скоростях наблюдается ламинарный режим, а при больших – турбулентный. Скорость, при которой один режим движения переходит в другой, Рейнольдс назвал критической. Различают две критические скорости – верхнюю критическую скорость Vв.к. – при которой ламинарный режим движения переходит в турбулентный, и нижнюю критическую скорость Vн. к. – при обратном переходе. Критерием для определения режим движения жидкости является безразмерное число Рейнольдса, которое определяется по формуле: , (9) где V – средняя скорость потока, см/с; L – характерный линейный размер, см; ν – кинематический коэффициент вязкости жидкости, см2/с. Число Рейнольдса, соответствующее нижней критической скорости Vн. к. называется нижним критическим числом Рейнольдса и обозначается ReL(н.к) Число Рейнольдса соответствующие верхней критической скорости Vв. к. называется верхним критическим числом Рейнольдса и обозначается ReL(в. к)
*). Дмитрий Иванович Менделеев (1834 - 1907) – выдающийся русский учёный. **) Осборн Рейнольдс (1842 - 1912) – английский учёный Для напорных трубопроводов круглого сечения за характерный линейный размер L принимают диаметр трубы d, и тогда выражение для числа Рейнольдса принимается следующий вид: , (10) где V в см/с , d см и v в см2/с Нижнее критическое число Рейнольдса Red(н.к) = 2320. Верхнее критическое число Рейнольдса ReL(в.к) зависит от условий проведения опыта и может достигать нескольких десятков и даже сотен тысяч. Для напорных трубопроводов некруглого сечения за характерный линейный размер L принимают гидравлический радиус R, и тогда выражение для числа Рейнольдса принимает следующий вид: , (11) где V в см/с, R в см и v в см2/с. Гидравлический радиус: , (12) где S – площадь живого сечения потока; – смоченный периметр. Установим соотношение между величинами Red и ReR. При и гидравлический радиус , число Рейнольдса и нижнее критическое число Рейнольдса . Формула (11) используется также для расчёта открытых безнапорных потоков, которые наблюдаются в каналах, лотках и безнапорных трубах. Для таких потоков . Между верхним и нижним критическими числами Рейнольдса имеется большая зона, где движение жидкости может быть как ламинарным, так и турбулентным. Практически в этой зоне режим движения жидкости считают турбулентным, так как ламинарный режим здесь очень не устойчив и легко переходит в турбулентный. Следовательно, для определения режима движения жидкости нужно найденное по формуле число Рейнольдса сравнить с его нижним критическим значением: если , то режим движения ламинарный; если , то режим движения турбулентный. II. Цель работы 1. Визуально установить режим движения жидкости и определить числа Рейнольдса Red, соответствующие ламинарным и турбулентный режимам движения. 2. Сравнить полученные числа Рейнольдса Red с нижним критическим числом Red(H.K). 3. Получить опытное значение Red(H.K). |
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 262. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |