Движението на течността в тръби - studopediya
В турбулентен поток, скорост течност частици директно от стената на тръбата е нула. Поради вискозитета на течността в тръбата стена тънък слой спира, който се нарича граничния слой. скоростта на границата, което е 98-99% от скоростта на потока.
На граничния слой се състои от вискозно подслой и преходен слой, разположен между сърцевината поток и турбулентен подслой (фиг. 4.10).
Фиг. 4.10. Граница слой 1 - вискозно подслой; 2 - преходен слой; 3 - ядро
Вътре в граничния слой може да съществува като бурен и ламинарен поток в зависимост от броя на Рейнолдс
при което - скоростта, с външния ръб на граничния слой.
В турбулентен ядро в резултат на интензивно смесване и частиците скорост на пулсации на разпределение течност скорост над напречното сечение на потока на живия гладко в сравнение с режим ламинарен движение. Движение в ядрото е почти независим от вискозитета, градиент на скоростта е близо до нула, и се смята, че по същество съответства на движението на идеален течност. Експериментите показват, че съотношението на средната скорост V до максимум в центъра на тръбата се намира. увеличава съотношението скорост с увеличаване на числото на Рейнолдс () и грапавостта засяга отношението на стените на тръбата (Фиг. 4,11).
Podverzhdeno теоретично и резултатите от експерименти, в тръбите, което съответства на средна скорост място скорост V в точка, разположена на разстояние от стената на тръбата.
Фиг. 4.11. Разпределението на скорост в кръгла тръба:
1 - Профил на скорост в турбулентно движение;
2 - диаграма скорост в ламинарен движение
Трябва да се отбележи, че съотношението на разпределението на скоростта в тръбата неравномерно в турбулентно движение. докато в ламинарен поток. При решаването на различни проблеми в хидравличната в случай на режим на турбулентен поток се приема.
Дебелината на подложката, получена теоретично,
По този начин дебелината на вискозно подслой зависи от диаметъра на броя на Рейнолдс и коефициента на хидравличното съпротивление.
Проучванията показват, че грапавостта на вътрешната повърхност на тръбите засяга разпределението на скоростта в течен поток дневна сечение и загуба на главата по нейната дължина.
Тръби, изработени от различни материали (стомана, чугун, бетон, стъкло, полимери и др.) Метод на производство и материал тип повлияе на грапавост на тръбата. Грапавост се определя от височината на издатини и неравности на повърхността на стената на тръбата. Тъй като ръжда, корозия, отлагане и утаяване на соли, които също ще повлияят на грапавост с течение на времето по повърхността на тръбите.
Характерен изразяване на грапавостта е средната височина на издатини и нередности. Тази средна височина, изразена в единици за дължина, се нарича абсолютна грапавина и обозначени с буквата. В действителност, неравностите на повърхността е неравномерно по дължината на тръбите. В разпределението на скоростта и загубата на налягане засяга диаметър на тръба при същата абсолютна грапавост. Следователно, за да се определи влиянието на грапавост и диаметър D въвежда понятието относителна грапавост на тръбата (Фиг. 4,12).
Както експерименти с тръби за загубата на налягане влияе не само средната височина на издатините. но също така и степен, формата, плътността и характера на тяхното местоположение. За опростяване на въздействието на тези обстоятелства е въведена представа за равностоен грапавостта. Еквивалентно грапавост отнася до височината на издатъците зърна със същия размер, в която коефициентът на триене хидравличен съответства на действителното физическо грапавост на тръбата. Относителна грапавина еквивалент -.
Въз основа на горното може да се приеме, че турбулентно движение по дължината на загубата на налягане може да зависи от броя на Рейнолдс Re и относителната еквивалент грапавост.
хидравличен коефициент на триене може да се изрази във функционална форма:
В зависимост от дебелината на вискозно подслой и граничния слой на тръбата може да бъде разделена на хидравлично гладък и груба. В случая, когато вискозно подслой голяма грапавост. т.е. всички котловините и издатините са потопени в подложката. като повърхността на стената се нарича хидравлично гладък.
загуба поток няма да зависи от грапавостта :.
Фиг. 4.12. Грапавостта на стената на тръбата:
и - абсолютен грапавост;
б - хидравлично гладка повърхност тръба стена;
в - грапава повърхност на тръбата
При условие, че издатините излизат извън вискозно подслой и повърхността на стената е грапава.
Прогнозите извън подслой допринасят за подобрено смесване на частиците, поява на образуването на вихър в подслой и граничния слой. загуба поток ще зависи от относителната грапавост на тръбата. ,
В коефициент турбулентен поток, определен от емпирична формула.