Режимы течения жидкости

Опыты показывают, что существует два режима течения жидкостей и газов в трубах: ламинарный и турбулентный.

Ламинарным называется слоистое течение жидкости или газа без перемешивания частиц, без пульсаций скоростей и давления.

При ламинарном течении, как правило, все линии тока направлены параллельно оси трубы, т.е. отсутствуют поперечные перемещения. Однако это течение нельзя назвать безвихревым, т.к. в нем одновременно с поступательным движением имеет место вращательное движение отдельных частиц вокруг своих мгновенных центров масс.

Турбулентным называется течение жидкости или газа сопровождающееся интенсивным перемешиванием частиц и пульсацией скоростей и давлений.

При турбулентном течении, частицы подвержены хаотическому перемешиванию не только вдоль оси трубы но и поперек, поэтому наряду с продольным перемещением жидкости вдоль русла происходят поперечные и вращательные движения отдельных объектов жидкости. Этим и объясняются пульсации скоростей и давлений.

Предположение о наличие двух видов течения жидкости высказал Д.И. Менделеев. Но английский ученый О. Рейнольдс опытным путем доказал это и установил соотношение между скоростью, диаметром трубопровода и вязкостью жидкости при котором происходит переход от ламинарного течения к турбулентному этот коэффициент назван числом Рейнольдса.

Критическое число Рейнольдса .

Установлено, что при Reкр»2300 ламинарное течение переходит в турбулентное. При Rе»2300 – 4000 осуществляется переходное течение.

Rе> Rекр (2300) течение принято считать турбулентным.

Rе< Rекр – ламинарным.

Эти числа справедливы для гладких круглых труб круглого диаметра.

Для гибких рукавов Rекр=1600

Для щелей золотниковых распределителей Rекр=260

Для щелей конических каналов Rекр=80

Критическое число Рейнольдса справедливо только для перехода от ламинарного режима течения к турбулентному, тогда как в обратном случае (от турбулентного к ламинарному) число Rекр может быть Rекр /2 меньше. Число Рейнольдса можно выразить через расход Q:

Q=VS; ; где Q в м3/с; d – в м;