Экспериментальным путём установлено, что существует два принципиально различных режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный

1 2 3 4

Министерство образования Российской Федерации

ВПО ГОУ Уральский государственный технический университет –УПИ

Режимы движения жидкости

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплинам «Гидравлика», «Механика жидкости и газа» для

студентов всех форм обучения машиностроительных

специальностей

Екатеринбург 2005

УДК 62-585.2.001.4

Составитель Н.Е.Лаптева

Научный редактор доц., канд. техн. наук Л.Г.Пастухова

Режимы движения жидкости:

Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам «Гидравлика», «Механика жидкости и газа» / Н.Е. Лаптева. Екатеринбург: ВПО ГОУ УГТУ-УПИ, 2005.

11с.

Данная работа содержит описание лабораторной работы; приведена схема установки, указан порядок проведения опытов и обработки результатов экспериментов.

Библиогр.: 2 назв. Рис. 2. Табл.1.

Подготовлено кафедрой гидравлики.

© ВПО ГОУ Уральский государственный

Технический университет –УПИ, 2005

Основные положения

Экспериментальным путём установлено, что существует два принципиально различных режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный.

Ламинарным называется упорядоченное слоистое движение жидкости без поперечного перемешивания и пульсаций скорости и давления. Ламинарный режим может установиться при движении очень вязких жидкостей: глицерина, минеральных масел, нефти, мазута. Он наблюдается в тонких капиллярных трубках: при фильтрации воды в порах грунта и движении крови в кровеносных сосудах.

Турбулентным называется хаотичное, крайне нерегулярное движение жидкости. Оно сопровождается активным поперечным перемешиванием, пульсациями скорости и давления. Примерами турбулентного режима движения является течение воды в реках и каналах, системах отопления и водоснабжения, центробежных насосах и турбинах. Турбулентный режим наблюдается в трубах, по которым движутся бензин, керосин, спирты, кислоты и другие маловязкие жидкости.

Первые систематические опыты по определению режимов движения жидкости осуществил английский физик Осборн Рейнольдс.

Количественная оценка режима движения жидкости производится с помощью числа Рейнольдса.Число, или критерий Рейнольдса для круглоцилиндрических труб определяется по формуле

Re = vd/ ,

где Re –критерий Рейнольдса,

v – средняя по сечению скорость,

d – диаметр трубы,

- коэффициент кинематической вязкости.

Число Рейнольдса характеризует соотношение сил инерции и вязкости в потоке. Число Рейнольдса, соответствующее переходу от турбулентного режима к ламинарному, называется нижним критическим числом Рейнольдса и обозначается Re_кр.н.. В круглых трубах Re_кр.н. = 2000-3000. Число Рейнольдса, соответствующее переходу от ламинарного движения к турбулентному называется верхним критическим числом Рейнольдса Re_кр.в.. Верхнее критическое число Рейнольдса изменяется в широком диапазоне Re_кр.в. Исключая случайные возмущения, в лабораторных условиях удавалось сохранить ламинарный режим при числах Рейнольдса Re >13800. В диапазоне Re_кр.н.< Re < Re_кр.в. в зависимости от условий течение жидкости может быть ламинарным или турбулентным. Однако ламинарный режим в этой области крайне неустойчив и легко переходит в турбулентный.