FIELD hidraulikusan sima csövek

1. kísérletileg meghatározzuk a súrlódási együttható a cső.

2. Megvizsgálni a függőség súrlódási tényező a Reynolds-szám.

3. Construct cső jellemző.

A folyadék mozgás kíséri csővezetéken nyomásveszteség (nyomás) [1, 2, 3, 4].

áramlási cső falak gátlást (miatt tapadását folyadék részecskék a határoló felület) vezet az a tény, hogy a külön áramait folyékony különböző sebességgel mozognak egymáshoz képest. Ennek eredményeképpen, a folyadék a rétegek közötti és a között a folyadék és a határoló felület jelenik tangenciális súrlódását stressz. Ezek általában, lehet képlettel definiált

ahol - a együtthatója dinamikus viszkozitás a folyadék;

- keresztirányú sebességgradiens;

- összekeverjük a úthossz turbulens áramlás irányában;

- nyírófeszültség miatt csak a folyadék viszkozitása;

- egy turbulens nyírófeszültség miatt előfordul, hogy a folyadék örvénylő mozgásba részecskék.

Belső súrlódási erők létrehozásához mozgással szembeni ellenállást, amelyet fordított leküzdeni része a mechanikai energia áramlását hővé. Ezért, az energia sűrűsége az áramlási cső mentén hossza csökken. Ez a csökkenés fajlagos energia (nyomás) a nyomásveszteség miatt a súrlódás hossza mentén a csővezeték.

Írunk a Bernoulli-egyenlet a vízszintes részét a cső hossza (referencia síkot a tengelye a cső)

hol. - hidraulikus fejet a kiválasztott szakaszok a cső;

- az átlagos folyadék sebessége az alábbi fejezeteket;

- nyomásveszteség a cső közötti szakaszon a kiválasztott szakaszok.

Egy tubus állandó keresztmetszetű, majd

azaz súrlódási nyomásveszteség egyenlő az adott potenciális energia és az áramlás van kifejezve hidraulikus fejet különbség a kezdeti és a végső szakaszok a csőszakasz.

Számítása a nyomásveszteség miatt a súrlódást, amikor a turbulens áramlás jön létre a Darcy-Weisbach egyenlet [2, 5]

ahol - a súrlódási együttható az ellenállás (Darcy együttható);

- az átlagos folyadék áramlási sebessége,

- a gravitációs gyorsulás.

Az átlagos sebessége adja

ahol - a folyadék adott térfogata áramlási csőben;

- keresztmetszeti területe a cső.

Behelyettesítve a közepes sebességű (2), és a keresztmetszeti területe, kifejezve a cső átmérője, az (1) képletben, megkapjuk:

Egyenlet (3), ez egy jellemző a cső. és az értéke

Ez az úgynevezett hidraulikus ellenállása a cső.

A kifejezést (4), amely a cső ellenállása nem csak attól függ a geometriai méreteket, hanem a súrlódási ellenállás együttható.

Megállapítást nyert, kísérletileg, hogy a súrlódási tényező az ellenállás általában attól függ, abszolút egyenetlenség és a cső átmérője, áramlási sebesség és a kinematikus viszkozitás a folyadék. Ez az összefüggés is képviselteti magát a dimenzió nélküli formában

ahol - a relatív érdesség a csőfal;

Ahhoz, hogy írják le a geometria a természetes abszolút egyenetlenség (magassága és alakja a nyúlványok egyenetlenség sűrűség) szinte lehetetlen.

Ezért a koncepció azonos érdesség kerül bevezetésre. Ez egy ilyen homogén, szemcsés érdessége (ugyanabban a magasságban a nyúlványok), melyek Darcy együttható a kvadratikus régióban a hidraulikus ellenállás a Darcy együttható abszolút egyenetlenség.

Egyenértékű érdesség anyagától függ a falak, a belső felülete a cső feldolgozási technológia, az élettartam a cső, a működési feltételek. Kísérleti úton határozzuk meg egy négyzet területe a hidraulikai ellenállás biztosított katalógusokban.

Átlagértékeit az egyenértékű érdessége új varrat nélküli acélcső és használt (enyhén korrodált).

súrlódási tényező alapvetően függ a módok mozgást.

A lamináris folyadékáramlást érdesség kidudorodások nem vesz részt az áramlási ellenállást. Mivel Darcy együttható függvényében Reynolds szám. határozzuk meg a víz szerinti Poiseuille képlet:

Amikor a Reynolds-szám lamináris áramlását a folyadék válik turbulens. Mivel turbulens áramlás áram kezd alakítható ki az áramlási tengelyre és terjed felé fokozatosan a cső falak, a falak a cső lehet tartani kis réteg lamináris folyadékáramlást, amely az úgynevezett lamináris film. A vastagsága az utóbbi lehet meghatározni [2] képletű

Mivel a sebessége a lamináris rétegvastagság csökken. Attól függően, hogy az arány a vastagsága lamináris filmek és abszolút értékeinek érdesség (érdessége magassága nyúlványok) megkülönböztetésére három területre (zónák) a hidraulikai ellenállás sorba egy egymást követő növeli a folyadék sebessége.

FIELD hidraulikusan sima csövek

Ebben a régióban, a vastagsága lamináris filmek lényegesen nagyobb, mint az abszolút egyenetlenség

Kidudorodások érdesség teljesen belemerül a lamináris áramlási réteg egyenletesen áramvonalas nagyon alacsony sebességgel, és nincs ellenállás a folyadék áramlását (ábra. 1). A turbulens mag elcsúszik a közeli fal lamináris áramlási réteg. Így Darcy együttható függ a Reynolds-számot, azaz a .

FIELD hidraulikusan sima csövek

Ábra. 1. A szerkezet a áramlás a
sima cső

A súrlódási ellenállási együttható határozza meg a képlet

Határa a hidraulikusan sima csövek által meghatározott egyenlőtlenség

ahol - a ekvivalens relatív simaságát a csőfal.

Kapcsolódó cikkek