|
|
ОглавлениеЛекция 1. Предмет гидравлики, краткая история её развития Лекция 2. Физические свойства жидкостей Лекция 6. Гидравлические сопротивления Лекция 7. Истечение жидкости из отверстий, насадков и из-под затворов Лекция 8. Гидравлический расчет простых трубопроводов Методические указания к практическим занятиям. Введение Раздел 1. Физические свойства жидкости Раздел 2. Гидростатическое давление Раздел 3. Сила гидростатического давления на плоские стенки и цилиндрические поверхности Раздел 4. Относительный покой жидкости Раздел 5. Уравнение неразрывности. Уравнение Д. Бернулли Раздел 6. Режимы движения жидкости Раздел 7. Гидравлические сопротивления Раздел 8. Истечение жидкости через отверстия и насадки Раздел 9. Основы теории подобия и моделирования 2. Гидростатическое давление жидкости 4. Поверхности равного давления и свободные поверхности 5. Уравнение бернулли для установившегося движения вязкой несжимаемой жидкости 7. Потери энергии при движении жидкости. 8. Расходомеры переменного перепада давления 9. Истечение жидкости через отверстия и насадки Лабораторный практикум на портативных установках «Капелька». Введение Лабораторная работа № 1. Изучение основных физических свойств жидкости Лабораторная работа № 2. Изучение приборов для измерения давления Лабораторная работа № 3. Режимы движения жидкости Методические указания по выполнению самостоятельной работы. 1. Общие методические указания 2. Объем дисциплины и виды учебной программы 3. Методические указания к решению заданий 4. Перечень вопросов для итогового контроля 5. Задание к самостоятельной работе Контрольно-измерительные материалы. Тесты Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу6. РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ6.1. Общие сведенияПри движении жидкости в трубах или каналах могут наблюдаться два различных по своему характеру режима движения – ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме поток жидкости движется отдельными струйками или слоями и траектории отдельных частиц жидкости не пересекаются между собой, линии тока совпадают с траекториями частиц. Потери энергии на трение по длине пропорциональны скорости в первой степени и соответственно коэффициент гидравлического трения зависит только от числа Рейнольдса. При турбулентном режиме движения частицы жидкости перемешиваются и траектории отдельных частиц представляют сложные линии, пересекающиеся между собой. Этот режим характеризуется тем, что потери энергии пропорциональны скорости в степени n = 1,75... 2,0. При достижении относительно большой скорости потери становятся пропорциональными скоростям; во второй степени и соответственно коэффициент гидравлического трения зависит только от относительной шероховатости не зависит от числа Рейнольдса. Опыты О. Рейнольдса показали, что наличие ламинарного или турбулентного режима зависит от скорости движения, вязкости жидкости и от геометрических размеров живого сечения потока. При постепенном увеличении скорости ламинарный режим движения отмечается лишь до какой-то определенной скорости. После ее достижения происходит смена ламинарного режима турбулентным. При проведении опытов в обратном порядке, т.е. при уменьшении скорости, турбулентный режим сохраняется также до какой-то определенной скорости, после чего переходит в ламинарный. Скорость, при которой происходит смена режимов движения, называется критической. При этом различают две критические скорости: нижнюю и верхнюю. При нижней критической скорости турбулентное движение переходит в ламинарное, при верхней – ламинарное движение переходит в турбулентное. Таким образом, определение режима движения жидкости может быть произведено путем сопоставления скорости движения со значениями критических скоростей. С изменением геометрических размеров живого сечения и свойств жидкости величина критической скорости будет изменяться. Для определения режима движения в каждом конкретном случае используется критерий Рейнольдса: (6.1) где v – средняя скорость течения жидкости; L – линейный размер живого сечения потока; v – кинематический коэффициент вязкости жидкости. В качестве величины L обычно принимается гидравлический радиус где – площадь живого сечения, – смоченный периметр. Для круглой трубы при напорном движении в качестве величины L обычно принимается диаметр трубы. Существует понятие нижнего критического числа Рейнольдса Rе н.к. и верхнего критического числа Рейнольдса Rев.к. Во всех случаях значение нижнего критического числа Рейнольдса Rе н.к.., посчитанное по нижней критической скорости, для труб будет одинаковым – Rе н.к. = 2320. Пользуясь величинами Rе н.к. и Rев.к., устанавливают режим движения жидкости учитывая, что при Rе < Rе н.к. имеет место ламинарный режим движения, при Rе > Rев.к. – турбулентный, при Rе н.к.<Rе <Rев.к. область неустойчивых режимов движения, в которой может быть как ламинарный, так и турбулентный режим движения жидкости. 6.2. Режимы движения жидкостиЦель работы Изучение режимов движения жидкости – ламинарного и турбулентного. При выполнении работы необходимо: • провести опыты по визуальному наблюдению за подкрашенной жидкостью при разных режимах её движения; • обработать опытные данные для вычисления чисел Рейнольдса, соответствующих полученным в опытах ламинарному и турбулентному режимам движения; Внимание! Авторские права на книгу "Гидравлика. Учебно-методический комплекс" (Зверева В.А., Земляная Н.В., Земляной В.В., Бочаров С.В., Якушкина О.И., Кучерова Л.В. и др.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
