ВВЕДЕНИЕ. В расчетах процессов, связанных с движением жидкостей и газов, важное значение имеет характер движения рассматриваемого потока

В расчетах процессов, связанных с движением жидкостей и газов, важное значение имеет характер движения рассматриваемого потока. При достаточно медленном движении жидкости в прямолинейном направлении, пути отдельных частиц ее представляют собой параллельные прямые, образующие при поворотах правильную систему кривых. Такое движение, когда частицы жидкости движутся прямолинейно и параллельно друг другу, называется струйчатым или ламинарным.

Наоборот, при больших скоростях отдельные частицы жидкости, даже в случае прямолинейного движения, будут двигаться беспорядочно, по замкнутым кривым в различных направлениях, причем эти пути будут постоянно изменяться, такое движение называется вихревым или турбулентным.

Характер движения жидкости зависит от средней скорости движения жидкости w (м/с); диаметра трубопровода d (м); плотности жидкости r (кг/м³) и ее динамической вязкости m, (Па× с).

Определяется характер движения жидкости по величине критерия Рейнольдса (Rе), связывающего эти величины

(2.1)

Установлено, что для ламинарного режима численное значение Рейнольдса меньше определенного " критического" числа, а для турбулентного режима – больше. Для прямых труб критическое значение Рейнольдса Re_кр=2320.

Турбулентное движение становится вполне устойчивым только при
Re_кр > 10000. При 2320 < Re_кр < 10000 движение неустойчиво и оба вида движения могут проявляться одновременно и легко переходить один в другой.

Одним из важнейших пунктов при расчете трубопроводов является определение потерь энергии напора при движении жидкости. Потеря напора в трубопроводе обусловлена наличием сопротивлений, которые должна преодолеть протекающая жидкость на своем пути.

Эти сопротивления бывают двух родов:

1. Сопротивление трения жидкости о стенки - потерянный напор D Н_тр;

2. Местные сопротивления, возникающие при изменении направления движения жидкости или геометрической формы трубопровода – потерянный напор D Н_м.с.

, м , м; (2.2)

, Н/м² , Н/м² (2.3)

где: l – коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от характера движения среды (ламинарный, переходный, турбулентный); l – длина пути, м; d – диаметр трубопровода, м; w – скорость движения потока в соответствующем сечении трубопровода, м/с; r – плотность движущегося потока, кг/м³; x – коэффициент местного сопротивления.