Deplasarea fluidului în conducte - studopediya

In curgerea turbulentă, viteza particulelor fluidului direct din peretele țevii este zero. Datorită viscozității lichidului la conducta de perete un strat subțire frânate, care se numește stratul limită. viteza de pe granița dintre care este 98-99% din debitul.

Stratul limită este format dintr-un substrat vâscos, și un strat de tranziție situată între fluxul de bază și subnivelul turbulent (Fig. 4.10).

Fig. 4.10. strat limită 1 - subnivel vâscos; 2 - un strat de tranziție; 3 - core

In interiorul stratului limita poate exista ca o curgere turbulentă și laminară, în funcție de numărul Reynolds

în care: - viteza de la marginea exterioară a stratului limită.

In miezul turbulent, ca rezultat al vitezei de amestecare a particulelor și intensivă a pulsațiilor de distribuție a vitezei fluidului peste secțiunea transversală de curgere a trai mai lin în comparație cu modul de mișcare laminară. Mișcarea în miez este aproape independent de viscozitate, gradientul vitezei este aproape de zero, și se crede că aceasta corespunde în mod substanțial mișcarea fluidului ideal. Experimentele au arătat că raportul dintre viteza medie V la maxim la centrul conductei se află. Coeficientul de viteză crește odată cu creșterea numărului Reynolds (), iar rugozitatea afectează atitudinea pereții tubului (fig. 4.11).

Podverzhdeno teoretic și rezultatele experimentelor în conductele, care corespunde cu viteza medie la fața locului viteza V, la un punct distanțat față de peretele țevii.

Fig. 4.11. Distribuția vitezei într-o conductă circulară:

1 - profil de viteză în mișcare turbulentă;

2 - diagrama de viteză în mișcare laminară

Trebuie remarcat faptul că raportul dintre distribuția vitezei în tubul neuniform în mișcare turbulentă. întrucât, în curgerea laminară. La rezolvarea diverselor probleme hidraulice în cazul regimului de curgere turbulentă este adoptat.

Grosimea Covorul obținută teoretic,

Astfel, grosimea substratului vâscos depinde de diametrul numărului Reynolds și coeficientul de rezistență hidraulică.

Studiile au arătat că rugozitatea suprafeței interioare a conductelor afectează distribuția vitezei în fluxul de lichid-vie secționată și pierderea de presiune de-a lungul lungimii sale.

Țevi din materiale diferite (otel, fonta, beton, sticlă, polimeri, etc.). O metodă de fabricare și a materialului de tip influențează rugozitatea conductei. Rugozimetru este determinată de înălțimea proeminențelor și neregularități pe suprafața peretelui tubului. Deoarece rugina acolo, coroziune, depuneri și precipitarea sărurilor, care, de asemenea, va afecta rugozitatea în timp pe suprafața tuburilor.

Caracteristic care exprimă rugozitatea este înălțimea medie de proeminențe și neregularități. Această înălțime medie, exprimată în unități de lungime, se numește rugozitatea absolută și notate cu litera. De fapt, rugozitatea suprafeței este neuniforma a lungul lungimii tuburilor. În distribuția vitezei și pierderea de presiune afectează diametrul tubului la aceeași rugozitate absolută. Prin urmare, pentru a determina influența rugozitate și diametrul d introdus conceptul de rugozitate relativă a țevii (fig. 4.12).

Ca experimente cu țevi pierderea de presiune afectează nu numai înălțimea medie a proiecțiilor. dar, de asemenea, amploarea, forma, densitatea și caracterul lor locație. Pentru a simplifica impactul acestor circumstanțe a fost introdus ideea de rugozității echivalente. rugozitate echivalentă se referă la înălțimea proeminențelor boabelor de aceeași mărime, în care coeficientul de frecare hidraulică corespunde rugozitatea naturală reală a conductei. Rugozitatea echivalentă relativă -.

Pe baza celor de mai sus, se poate presupune că mișcarea turbulentă de-a lungul lungimii pierderii de presiune poate depinde de numărul Reynolds Re, iar rugozitatea echivalentă relativă.

Coeficientul de frecare hidraulică poate fi exprimat într-o formă funcțională:

În funcție de grosimea substratului vâscos și stratul limită al țevii poate fi împărțită într-un hidraulic neted și aspră. În cazul în care vâscoasă subnivel mai mare rugozitate. și anume toate cavitățile și proeminențele sunt scufundate în stratul de bază. o astfel de suprafață de perete este numit hidraulic neted.

Pierderea de flux nu va depinde de rugozitatea :.

Fig. 4.12. Rugozitatea peretelui țevii:

și - rugozitatea absolută;

b - un perete tub hidraulic suprafață netedă;

în - suprafața aspră a țevii

Cu condiția ca proeminențele se extind dincolo de substratul vâscos și suprafața peretelui este rugoasă.

Proiecțiile dincolo subnivelul contribuie la amestecarea îmbunătățită a particulelor, apariția formării turbulenței în subnivelul și stratul limită. Pierderea debitului va depinde de rugozitatea relativă a conductei. .

Coeficientului de curgere turbulentă determinate prin formule empirice.