Распределение скоростей в движущемся потоке жидкости

Ламинарный режим

Распределение скоростей определяется режимом течения жидкости. При ламинарном режиме распределение может быть установлено законом Стокса:

(2.45)

представляющим параболическое распределение скоростей в сечении трубопровода,где –текущий радиус, отсчитываемый от оси трубопровода; –скорость на оси трубопровода.

Средняя скорость по сечению трубопровода связана с максимальной скоростью следующим соотношением:

(2.46)

Уравнение, определяющее объемный расход жидкости при ее ламинарном движении в круглой прямой трубе, носит название уравнения Пуазейля:

(2.47)

Турбулентный режим

Турбулентный режимимеет наибольшее распространение в промышленной практике, характеризуется пульсационным движением частиц в продольном и поперечном направлениях по отношению к основному движению потока.

При турбулентном течении из-за хаотического движения частиц происходит выравнивание скоростей в основной массе потока и их распределение по сечению трубы характеризуется кривой, отличающейся по форме от параболы. При этом кривая имеет более широкую вершину (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Распределение скоростей при различных режимах движения:

а) ламинарный поток; б) турбулентный поток

В результате экспериментов установлено, что средняя скорость при турбулентном режиме не равна половине максимальной, как для ламинарного течения, а значительно больше этой величины, причем отношение . Например, при 104скорость , а при .

В связи со сложным характером турбулентного движения не представляется возможным теоретически получить профиль распределения скоростей и значение . Кроме того, при турбулентномтечении профиль скоростей выражает распределение не истинных, а осредненных во времени скоростей.

В каждой точке турбулентного потока истинная скорость не остается постоянной во времени из-за хаотического движения частиц. Мгновенные значения скорости испытывают флуктуации, или нерегулярные пульсации, имеющие неустановившийся характер (рис. 2.9).

Истинную скорость измерить практически невозможно из-за хаотического перемещения частиц во всех направлениях. Скорости пульсируют около некоторой усредненной величины, превышая или становясь меньше ее.

Рис. 2.9. Истинные и усредненная локальные скорости жидкости
при турбулентном движении






Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 3107;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.005 сек.