 |
|
С краном С на конце, и сосуда D с водным раствором краски, которая может по трубке
Вводиться тонкой струйкой внутрь стеклянной трубы В.Первый случай движения жидкости.
Если немного приоткрыть кран С и дать возможность воде протекать в трубе с небольшой скоростью,
А затем с помощью крана Е впустить краску в поток воды, то увидим, что введенная в трубу краска
Не будет перемешиваться с потоком воды. Струйка краски будет отчетливо видимой вдоль всей
Стеклянной трубы, что указывает на слоистый характер течения жидкости и на отсутствие
Перемешивания. Если при этом, если к трубе подсоединить пьезометр или трубку Пито,
То они покажут неизменность давления и скорости по времени. Такой режим движения называется
Ламинарный.Второй случай движения жидкости. При постепенном увеличении скорости течения воды в
Трубе путем открытия крана С картина течения вначале не меняется, но затем при определенной
Скорости течения наступает быстрое ее изменение. Струйка краски по выходе из трубки начинает
Колебаться, затем размывается и перемешивается с потоком воды, причем становятся заметными
Вихреобразования и вращательное движение жидкости. Пьезометр и трубка Пито при этом покажут непрерывные пульсации давления и скорости в потоке воды. Такое течение называется турбулентным
Если уменьшить скорость потока, то восстановится ламинарное течениеИтак, ламинарным называется слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсации скорости и давления. При ламинарном течении жидкости в прямой трубе постоянного сечения все линии тока направлены параллельно
Оси трубы, при этом отсутствуют поперечные перемещения частиц жидкости. Турбулентным называется течение
, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости с пульсациями скоростей и давлений. Наряду
С основным продольным перемещением жидкости наблюдаются поперечные перемещения и вращательные
Движения отдельных объемов жидкости. Переход от ламинарного режима к турбулентному наблюдается при
определенной скорости движения жидкости. Эта скорость называется критической υ кр.Значение этой скорости прямо
Пропорционально кинематической вязкости жидкости и обратно пропорционально диаметру трубы.
где ν - кинематическая вязкость;k - безразмерный коэффициент; d - внутренний диаметр трубы. Входящий в
Эту формулу безразмерный коэффициент k, одинаков для всех жидкостей и газов, а также для любых диаметров
труб. Этот коэффициент называется критическим числом РейнольдсаReкр и определяется следующим образом:
Как показывает опыт, для труб круглого сечения Reкр примерно равно 2300.
Таким образом, критерий подобия Рейнольдса позволяет судить о режиме течения жидкости в трубе.
При Re<Reкр течение является ламинарным, а при Re>Reкр течение является турбулентным. Точнее говоря,