Experimentele arată că există două moduri sau două tipuri de curgere a lichidelor și gazelor în țevi: laminar și turbulent.
Aceste fluxuri de fluid pot fi observate pe dispozitivul prezentat în Figura 3.11. Acesta constă dintr-un rezervor A și apă, din care se extinde în tubul de sticlă, cu un capăt la robinet C PAS și D a vasului cu lichid indicator colorate, care poate fi administrat printr-un tub într-un curent subțire în țeava de sticlă B.
Dacă mai multe ridicați macaraua C și se lasă apa să curgă în tub la o viteză redusă, și apoi folosind un indicator de macara E lasa lichid in fluxul de apa, vom vedea că tubul de introducere de lichid colorat nu se va amesteca cu debitul de apă. O vopsea prelinge este clar vizibil de-a lungul tubului de sticlă, indicând faptul că natura stratificată a fluxului de fluid, și absența agitării. Piezometru sau tub Pitot atașat la tubul, presiunea va arăta invariabilitatea și viteza de timp, absența vibrațiilor (ripple). Acesta este așa numitul flux laminar (stratificat).
Cu o creștere progresivă a vitezei debitului de apă în țeavă prin deschiderea robinetului C, debitul de debit nu se modifică inițial, dar apoi, la o anumită viteză de curgere, apare o schimbare rapidă. Un jet de lichid colorat părăsește tubul în timp ce părăsește tubul, apoi devine murdar și amestecat cu fluxul de apă, iar vîrtejurile și mișcarea de rotație a lichidului devin vizibile. Piezometrul și tubul Pitot prezintă pulsații continue de presiune și viteze în fluxul de apă. Debitul devine turbulent, așa cum se numește în mod obișnuit (vezi Figura 3.11, de mai sus).
Dacă debitul este redus, atunci fluxul laminar va fi restabilit.
Astfel, fluxul laminar se numește un flux de amestec de particule lichide și fără pulsații de viteze și presiuni. Cu acest curent, toate fluxurile sunt determinate de forma canalului prin care curge lichidul. În flux de fluid laminar într-o țeavă dreaptă de secțiune transversală constantă toate sunt paralele cu ajutorul curenților axei de țeavă, adică rectiliniu ..; nu există mișcări transversale ale lichidului.
Curgerea turbulentă se numește flux, însoțită de amestecarea intensă a fluidului și de pulsațiile vitezelor și presiunilor. In curgerea turbulentă, vectorii de viteză nu sunt numai axial, ci și componentele normale, astfel încât, împreună cu principalele mișcarea longitudinală a fluidului de-a lungul cursului produce mișcarea transversală (agitare) și mișcarea de rotație volume individuale de fluid.
Regimul de curgere al unui lichid dat într-o anumită țeavă variază cu o viteză de curgere care este destul de precisă în secțiunea transversală medie # 965; kr. care se numește critică. Experimentele arată că valoarea acestei viteze este direct proporțională cu vâscozitatea cinematică v și invers proporțională cu diametrul d al tubului,
Coeficientul de proporționalitate fără dimensiune k inclus în această formulă este același pentru toate lichidele și gazele, precum și pentru orice diametru de țeavă. Aceasta înseamnă că o schimbare în regimul fluxului are loc cu o anumită relație între viteză, diametru și vâscozitate v:
Numărul nesemnificativ rezultat este numit numărul critic Reynolds și este notat cu
Numărul critic Reynolds Recr nu depinde de tipul lichidului și de dimensiunile secțiunii transversale, dar numai într-o măsură mică determinată de forma secțiunii transversale și de rugozitatea pereților conductei.
Astfel, numărul critic Reynolds este criteriul care determină regimul fluxului în conducte.
Experimentele arată că pentru conductele cu secțiune circulară Rekr ≈ 2300.
Cunoscând viteza fluidului, vâscozitatea acestuia și diametrul tubului, este posibil să se calculeze numărul Re într-un mod calculat și să se compare cu Recr. determină regimul fluxului.
Când Re
Re ≥ 10000 și la Re = 2300 ... 10000, are loc o regiune critică de tranziție.
În practică, există atât curgerea laminară și turbulentă, primul observate în principal în acele cazuri când conductele se deplasează lichide foarte vâscoase astfel lubrifianți, al doilea are loc, în general, în conducte de apă, și conductele prin care curge benzină, kerosen , alcooli, acizi și alte lichide cu viscozitate scăzută.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: