Режимы движения жидкости.

Тема 3. Гидравлические сопротивления

Процесс перемещения жидкости характеризуется двумя режимами движения. В 1883 году их исследовал английский физик Рейнольдс. Производя экспериментальные исследования течения жидкости на созданной им установке (смотрите рисунок), он провел многочисленные опыты, изменяя при этом род и скорость течения жидкости, ее температуру, диаметр труб. Наблюдая за поведением вводимого красителя в исследуемый поток, он обнаружил два характерных режима движения.

1 – сосуд с окрашенной жидкостью; 2 – напорный бак с водомерным стеклом; 3 – мерник с водомерным стеклом; 4 – опытная труба; 5 – вентиль; 6 – переливная труба.

В одном режиме, краска из емкости 1, попав в поток жидкости перемещающейся в трубопроводе 4 в виде тонкой струйке в центр живого сечения, и в конце трубопровода продолжает двигаться той же струйкой. Это свидетельствует о том, частицы испытуемой жидкости двигались струйчато (слоисто), без перемешивания слоев жидкости. Такой режим был назван ламинарным.

В другом режиме, когда скорость была изменена с помощью вентиля 5, струйка краски, попав в поток, быстро разрушалась, разбиваясь на отдельные частички, которые двигались беспорядочно, перемещаясь с испытуемой жидкостью. Это говорит о том, что частицы в этом режиме, двигаясь вдоль оси потока, совершают беспорядочные перемещения в поперечных направлениях. Этот режим движения был назван турбулентным.

Исследования Рейнольдса, производимые с различными жидкостями и трубами, при разных температурах и скоростях позволили ему установить, что критерием режима движения служит безразмерный параметр названный числом (критерием) Рейнольдса Re – отношение произведения характерной скорости (u) и размера (внутренний диаметр трубы d) к кинематической вязкости(ν):

Re = u d / ν

Значение числа Re соответствующее переходу ламинарное режима в турбулентный, называется критическим числом Re_кр. ему соответствует критическая скорость u_кр. Установлено, что для труб круглого сечения

Re_кр = 2300. Таким образом, если Re < Re_кр или u < u_кр– режим ламинарный,

если Re > Re_кр или u > u_кр – режим турбулентный.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: