Краткие теоретические положения

Наблюдения показывают, что существуют два принципиально различных режима движения вязкой жидкости: ламинарный и турбулентный.

При ламинарном (параллельно-струйчатом) режиме частицы жидкости движутся параллельно оси трубы или канала, перемешивания частиц жидкости не происходит.

Турбулентный режим характеризуется наличием поперечных и продольных пульсации скорости, вызывающих перемешивание частиц жидкости.

Критерием, позволяющим судить о режиме движения потока, является безразмерная величина, которая обозначается и называется числом (критерием) Рейнольдса

, (1)

где - средняя скорость движения потока, м/с; - характерный линейный размер потока (для потоков круглого сечения - диаметр d, для некруглых труб и каналов - эквивалентный диаметр), м; - плотность жидкости, кг/м³; - динамический коэффициент вязкости, Па∙ с.

Так как во многих случаях закон распределения скоростей по сече­нию трубы неизвестен или его трудно определить, в расчетах часто ис­пользуют не истинную скорость, а фиктивную среднюю скорость в трубе данного сечения

, (2)

где - объемный расход (количество жидкости, про­текающей через поперечное сечение потока в единицу времени), м³/с; - площадь сечения потока, м².

Скорость, при которой происходит переход одного режима движения в другой, называется критической скоростью. Ей соответствует критиче­ское число Рейнольдса.

В технических расчетах для трубопроводов в качестве критерия перехода можно принимать среднее значение критического числа Рейнольдса, равное для круглых труб 2320. При режим следует считать ламинарным, при - неустойчивым турбулентным (переходным) и при - устойчивым (развитым) турбулентным.