Теория

Режимы течения жидкости

Течение реальных (вязких) жидкостей по трубопроводам гидросистемы и каналам ее агрегатов сопровождается гидравлическими потерями.

Различают потери, обусловленные трением, в зависимости от длины трубопровода, его диаметра, скорости рабочей жидкости и ее вязкости, а также потери в местных сопротивлениях, обусловленные в основном деформацией и изменением скорости (ускорением) потока жидкости.

Различают два режима течения жидкости в трубопроводах: ламинарный и турбулентный, причем переход от ламинарного к турбулентному режиму наступает при определенных условиях, характеризуемых числом Рейнольдса — Rе. Для труб круглого сечения этот критерий имеет вид

clip_image002

где и — скорость потока жидкости;

d — внутренний диаметр трубопровода;

clip_image004 — кинематический коэффициент вязкости жидкости.

Для труб (каналов) некруглого и кольцевого сечений

clip_image006

где clip_image008 гидравлический радиус сечения потока, представляющий собой отношение площади F сечения потока к смачиваемому периметру clip_image010. Для кольцевого трубопровода (щели) значение r обычно вычисляется

clip_image012

где r1 и r2 — внешний и внутренний радиусы щели.

Значения всех величин, входящих в приведенные выражения можно брать в любых согласованных размерностях.

Моменту перехода ламинарного режима в турбулентный и обратно соответствуют при данных условиях определенные критические значения Rе. Для ламинарного потока жидкости в гидравлически гладких металлических трубах круглого сечения это значение Rе ≤ 2200 ÷ 2300 и для турбулентного Rе ≥ 2200 ÷ 2300.

Для гидросистем, в которых расход жидкости зависит от потери напора, следует избегать чисел Рейнольдса Rе = 2200 ÷ 2500, ввиду неустойчивости в этом интервале течения и возможности появления в системе колебательных процессов.

Пермь Питер Пятигорск