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 .
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.