Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Жидкости в трубах
Режим движения жидкости в трубах определяется гидродинамическим числом Рейнольдса Re. Различают 3 режима течения жидкости в трубах: – ламинарный; – переходный; – турбулентный. Ламинарный и турбулентный режимы являются установившимися. Гидродинамику и теплообмен этих режимов можно описать с помощью критериальных зависимостей. Эпюры скоростей показаны на рис. 14.1. Ламинарный режим течения возможен при значении числа Рейнольдса , если . Режим течения турбулентный если число Рейнольдса . Если значение Re лежит в пределах , то режим течения будет переходным. В случае ламинарного режима, средняя скорость равна половине осевой скорости: . В случае турбулентного режима течения . Рассмотрим процесс течения жидкости из большого объёма в трубу (рис. 14.2). Если жидкость поступает в трубу из большого объёма, а передняя кромка трубы закруглена, то распространение скорости на начальном участке трубы является равномерным. При движении у стенок за счёт прилипания жидкости к стене возникает пограничный слой, толщина которого постепенно нарастает по ходу движения жидкости. На некотором расстоянии от передней кромки стены н.д. происходит слияние гидродинамического слоя. Этот участок ( н.д.) называется длиной гидродинамического начального участка или участка гидродинамической стабилизации. Для ламинарного режима характерно параболическое распределение скорости по сечению, которое может быть описано следующим выражением: , где – скорость на оси трубы; r – радиус трубы; у – расстояние от оси трубы. В практических расчётах используется понятие средней скорости потока: , м/с, где f – площадь поперечного сечения, м2; V – объёмный расход, м3/c, М – массовый расход, кг/с. Длина участка динамической стабилизации потока при ламинарном режиме (Re < 2300) равна: . Т.е. с увеличением скорости длина участка гидродинамической стабилизации возрастает. Для турбулентного режима длина участка гидродинамической стабилизации слабо зависит от скорости и равна: . Участок гидродинамической стабилизации оказывает влияние на теплоотдачу между поверхностью трубы и теплоносителем. Рассмотрим участок тепловой стабилизации (рис. 14.3). где T – температура жидкости; – температура стенки трубы, . Участок термической или тепловой стабилизации возникает внутри трубы при нагревании или при охлаждении жидкости. На расстояние от входа в трубу н.т. тепловой пограничный слой заполняет всё сечение трубы, и в дальнейшем вся жидкость участвует в теплообмене со стенкой. Причём интенсивность теплообмена (a) не зависит от скорости и температуры на входе (). При ламинарном течении жидкости: (, I рода), (при , II рода), При турбулентном течении: .
|