Основные теоретические сведения. Различают ламинарный и турбулентный режимы движения жидкостей

Различают ламинарный и турбулентный режимы движения жидкостей.

Движение жидкости, при котором отсутствуют изменения (пульсации) местных скоростей, приводящие к перемешиванию жидкости, называют ламинарным (от латинского слова lamina – слой, пластинка).

Движение жидкости, при котором происходят изменения (пульсации) местных скоростей, приводящие к перемешиванию жидкости называют турбулентным (от латинского слова turbulentus – беспорядочный, бурный).

В общем случае режим движения жидкости определяется безразмерным комплексом, называемым числом (критерием) Рейнольдса

Re = = , (8.1)

где v - средняя скорость течения, м/с;

L - характерный поперечный размер потока, м;

r - плотность жидкости, кг/м³;

h - динамический коэффициент вязкости, Па × с;

n - кинематический коэффициент вязкости, м²/с.

Число Рейнольдса характеризует отношение сил инерции к силам трения (вязкости).

Для круглых напорных труб в качестве характерного геометрического размера живого сечения потока принимают диаметр трубы d. Для некруглых и безнапорных труб в качестве характерного геометрического размера живого сечения потока труб принимают гидравлический радиус R или диаметр эквивалентный d_экв.:

d_экв = = 4 × R. (8.2)

R = . (8.3)

где w - живое сечение потока - поперечное сечение потока, перпендикулярное его направлению;

c (хи) – смоченный периметр, часть периметра живого сечения, на которой жидкость соприкасается с твёрдыми стенками.

Для напорных трубопроводов круглого сечения число Рейнольдса вычисляется по формуле:

Re_d = . (8.4)

Для всех иных поперечных сечений, а также для открытых русел и безнапорных потоков:

Re_{d экв} = . (8.5)

= , (8.6)

Если число Рейнольдса меньше критического (Re < Re_кр) наблюдается ламинарное движение. При Re > Re_кр будет турбулентное течение жидкости.

В качестве критического числа Рейнольдса принят для цилиндрических напорных труб, равный (применительно к формулам 8.4 и 8.5) 2000…2320. То есть:

Re_кр = = 2000…2320.

где - критическая скорость потока, при которой происходит смена режима движения жидкости.

Применительно к формуле (8.6) = 500…580; для открытых русел = 800…900