Режим движения воздуха

Св-ва вязкости воздуха способствуют тому, что при движении потока воздуха в трубе частицы, граничащие со стенкой как бы “прилипают” к ней. На стенке создаётся неподвижный пограничный слой. Остальной поток скользит вдоль этого слоя. Вязкостное трение, max у стенок к центру постепенно ослабевает. Поэтому при невысоких ск-тях в воздухопроводе имеет место слоистая форма движения с неравномерным и вытянутым вдоль оси полем ск-тей. Такой режим движ-я воздуха нах ламинарным. При нём воздух движ строго параллельными струйками, неперемеш и незавихряясь. Ламинарный режим возможен при очень невысоких ск-тях. С увел-ем ск-ти воздуха в потоке нач расти кас напряжения трения. В какой-то момент они превзойдут max допустим зн-я для данного газа и тогда ламин режим нарушается и переходит в турбулентный. Турбулентным наз режим, при котором поток движется с образованием вихрей и струйки воздуха движутся не только в продоль напр-нии, но и совершают поперечные движения. Неподвиж погранич слой на стенке при этом сохран, а ядро потока имеет сугубо вихр структуру; м/ду неподв погранич слоем и ядром потока им место переходная зона в кот и идёт основное формирование ск-тей. В связи с этим поле ск-тей при турбул движении > выровненое. Вопросами режимов движения жидкостей и газов занимался нем учёный Оскар Рейнольдс. Он провёл серию опытов, наблюдая за движ-ем подкрашенной струйки жидкости и замеряя сопр-е движению. Результаты опытов Рейнольдс представил как графическ зависимость потерь давления от ск-ти движения. При увеличении ск-ти от 0 до какого-то зн-я (верхняя) струйка сохр первоначальную форму(значит режим движ-я ламинар), а потери

растут по з-ну прямой линии. При дальнейшей попытке повыш ск-ти струйка мгнов размывалась, потери подскочили вверх, а далее росли по з-ну, близкому к квадратичному. После этого Рейнольдс провёл серию опытов в обратном направлении(понижая ск-ть) и обнаружил, что вплоть до какой-то ск-ти (нижняя) струйка не восст, т.е. имел место турбулентный режим. При достижении струйка приняла первон форму, наступил ламинарный режим. При этом . Облать м/ду

-нижней и верхней критич ск-ми Рейнольдс назвал переходной зоной, в которой возможен и ламин и турбул режим. Вывод: смена режимов движ-я происходит при строго опр соот-нии сил инерции и вязкости в потоке. Смена режимов м.б. охарактеризована спец критерием – критерием Рейнольдса., где L-характер линейный размер потока, м; - коэфф кинематической вязкости, м²/с. Для кругл воздухопроводов характерным лин размером явл диаметр воздухопр. Т.к. для станд воздуха,

то в воздухопроводах кругл сеч-я критерий Рейнольдса можно считать по ф-ле: Дальней иссл-я режимов воздуха показали, что ниж критической ск-ти соот ниж критерий

. Т.к в переходной зоне ламинар режим обычно крайне неустойчив, то для инженер расчётов принят критерий Re=2300 и считают: Re<2300-ламин режим; Re > 2300-турбул режим. Т.к. в вент системах прим также воздухопр прямоуг и квадрат сечения, то в них за характер линейный р-р принимают эквивалентный диаметр D_Э=4R_Г(R_Г-гидравлический радиус)., где F-площадь попереч сеч-я

воздухопровода, м²; - смоченный периметр воздухопровода.

-для люб воздухопр

Число Рейнольдса является критерием динамич подобия потоков. В вентиляции осн силами, дей в потоке явл силы инерции и силы вязкости. Поэтому два возд потока принято считать динамич подобными, если они подобны геометричнски и числа Re для них равны. Данное обстоятельство применяется в расчётах для моделирования потоков и течений.