Основные теоретические положения. В 1883 г. английский физик Осборн Рейнольде опубликовал результаты своих

В 1883 г. английский физик Осборн Рейнольде опубликовал результаты своих экспериментальных исследований, весьма наглядно иллюстрирующих существование в природе разных видов движения жидкости.

Опыты показатели, что возможны два режима движения жидкости или газа: ламинарный и турбулентный.

Ламинарное (параллельно-струйное) движение характеризуется упорядоченным перемещением отдельных частиц без перемешивания и без пульсаций скорости и давления. Если в прямой трубе постоянного сечения протекает жидкость при ламинарном режиме движения, то все линии тока направлены параллельно оси трубы, т.е. прямолинейны, а поперечные перемещения жидкости в процессе её течения отсутствуют.

Турбулентное (беспорядочное) движение характеризуется интенсивным перемешиванием частиц жидкости и пульсациями скоростей и давлений. Траектории отдельных частиц при турбулентном движении имеют вид замысловатых кривых, что говорит о том, что при турбулентном движении наряду с основным продольным перемещением жидкости вдоль трубы существуют поперечные перемещения и вращательное движение отдельных объектов жидкости.

Ламинарный режим наблюдается преимущественно при движении вязких жидкостей (нефти, смазочных масел и т.д.), а также при движении воды через тонкие капиллярные трубки.

Движение воды в водопроводных трубах, в разного рода напорных водоводах, в каналах и реках и т.д при обычно встречающихся на практике скоростях течение почти всегда характеризуются турбулентными режимами.

Режим течения жидкости зависит от её скорости и смена ламинарного течения на турбулентное в данной трубе происходит при определённой скорости течения, что является подтверждением философского закона перехода количества в качество.

На основании анализа результатов опытных исследований Рейнольде предложил безразмерный коэффициент, называемый числом (критерием) Рейнольдса:

, (18)

где V_cp – скорость течения жидкости, м\с,

d – диаметр трубы, м, '.

v – кинематический коэффициент вязкости жидкости.

В результате экспериментов Рейнольд определил, что для круглой трубы критическим числом, при котором происходит смена режимов течения жидкости, является Re_кр = 2320. Тогда, при Re < Re_kp – течение жидкости ламинарное, а при Re > Re_кp – турбулентное.

Дата добавления: 2015-07-11