Опитът показва, че има два режима или два вида течности и газове движение ламинарен и турбулентен.
движение ламинарен характеризиращ правилното движение на отделните частици без разбъркване и без пулсации скорости и натиск. Ако права тръба с постоянно напречно сечение на потока на флуида е ламинарен, всички естественото течение са успоредни на оста на тръбата.
Турбулентни (нарушен) движение се характеризира с интензивно смесване на течни частици и колебанията на скоростта и налягането. под турбулентен движение на отделните частици са течни сложна крива, както е заедно с основната надлъжна движение на флуид по протежение на тръбата има напречно движение и въртеливо движение на отделни обеми течност.
Наличието на два вида движение е експериментално потвърдено от Рейнолдс. На базата на експерименти, той установи, че критичната стойност на скоростта е пряко пропорционална на кинематичен вискозитет на флуида и обратно пропорционален на диаметъра на тръбата
където к - безразмерна константа на пропорционалност, наречен критичен брой на Рейнолдс, и е обозначен Rekr.
Rekr стойност зависи от условията за въвеждане на тръбата, т.е. грапавост на стените, отсъствие или присъствие на първоначалното смущение в течността. конвекционни течения и други. В практически изчисления за кръгова тръба с постоянен диаметър взети Rekr = 2,320.
Ламинарен поток е стабилен и има практически сила съотношения
тук - средната скорост на течността през напречното сечение на тръбата, м / сек; = Q / S (Q - обемния дебит в m3 / S, S -. Сечение на тръбата с кръгло напречно сечение S = d2 / 4 към тръбата).
г - диаметър на тръбопровода. m; - кинематичен вискозитет, т
2 / и, кинематичният вискозитет на вода се определя чрез емпиричната формула
= 0.0175 (1 + 0,0158T) -2. cm 2 / сек.
Когато Re> Rekr поток става ламинарен и турбулентен поток и се стабилизира. Накрая, на Рейнолдс номера по-големи от определен Re'kr стойност, има пълно турбулентност. интервал Rekr Ламинарен поток практически наблюдава в тънките (капилярни тръби) в смазващото слой лагер в междините между буталото и цилиндъра, граница слой остриета на помпа и т.н. Токовете в действителната тръбопроводи най-честите нисковискозни течности (вода, гориво, петрол, киселини и т.н.) са обикновено турбулентни Наблюденията показват, че в природата има два различни типа движение течност: първо, подредени пластове или ламинарен 1. движение, в които отделните слоеве течност се плъзгат една спрямо друга без да се смесват един с друг, и от друга страна, нарушен, или турбулентно движение, когато флуидни частици се движат по комплекса цялото време поради промяна на пътя и течността е интензивно смесване. Отдавна е известно, че на вискозитета на течност Кие (масло) движат най-вече се разпорежда и течност с нисък вискозитет (вода, въздух) - почти винаги е в ред. В пилотната инсталация Рейнолдс (фиг. 3) на резервоара с вода стъклена тръба, прикрепена. Частично отваряне на клапана, може да водния поток през тръбата при различни скорости. От съда през тръбата влиза в устата на боя тръба. Фигура 3. Инсталиране на Рейнолдс Фигура 4. ламинарен и турбулентен движение флуид При ниски скорости на движение на водата в тръбата не е ерозирали боядисани капене-бамя zhayuschey с вода и има формата на разтегнато нишки (Фигура 4а.) - поток в този случай се нарича ламинарен. Чрез увеличаване на скоростта на движение на водата, боядисани потоци, получени първата вълнообразна контур (фигура 4Ь) и след това почти внезапно изчезне, замъгляване цялото напречно сечение на тръбата и течността оцветяване. Fluid движение става неподредена, отделните частици оцветени течност разсейване в различни сто страна, се сблъскват една с друга, удари стената и т.н. (. Фигура 4в); плавно движение се нарича бурен. Главната особеност на турбулентно движение е наличието на напречно движение на посоката на компонентите на скоростта, наложени върху основния процент в надлъжна посока. Рейнолдс Експериментите показаха, че преходът от ламинарен за турбулентен поток се случва при определена скорост разделен (така наречената критична скорост), които, обаче, за тръби с различни диаметри е различна, увеличава с увеличаване на вискозитета и намалява с намаляване на диаметрите на тръбите. В ламинарен разпределение скоростта на потока през напречното сечение е параболичен: директно от стените на скоростта са равни на нула, и не-непрекъснато и постепенно се увеличава с увеличаване на разстоянието от тях, достигайки максимум на оста на тръбата (Фигура 5.). Коефициентът на хидравличното съпротивление се определя по формулата Stokes # 955 = 64 / Re. В турбулентен поток закона за разпределение скорост трудно: в повечето от скоростта на напречното сечение е само малко по-малко от максималната стойност (по оста), но пада рязко до стойност скорост стена (. Фигура 4.6) В много тънък слой, така наречения граница-вискозна или подслой. Един по-равномерно разпределение на скорост над напречното сечение когато турбулентен движение се обяснява с турбулентен смесването присъствието-ем упражнява напречни компоненти на скорост. Поради тази смесителни частици с големи дебити в центъра и най-ниска скорост на периферията си, непрекъснато се сблъскват, изравняване на скоростта им. В много бурен смесване стена парализиран наличието на твърди граници, и следователно има се наблюдава много по-бърз спад процент. Фигура 6. разпределение на скоростта в турбулентно движение в тръбите Условия на турбулентен поток, хидравличен зона гладко триене. 2300≤Re≤10 / Е; Blasius формула # 955 = 0,3164 / Re 0,25 .where Е = Ke / d- еквивалентна относителна грапавост на вътрешната повърхност на тръби. Ke = 0.015 mm (нов безшевни стоманени); Ke = 0.15 mm (заварени стомана с леко корозия). режим турбулентен поток, зоната на смесено триене. 10 / Ке ≤Re≤500 / Ке; Alshulya формула # 955 = 0,11 (68 / Re + Ke / г) 0,25. Режим на турбулентен поток, зоната на хоризонталността триене. 500 / Ке ≤Re; Shifrinsona формула # 955 = 0.11 (Ke) 0.25 Въз основа на някои теоретични съображения, както и за резултатите от експериментите, Рейнолдс определя общите условия, при които е възможно наличието на ламинарен и турбулентен движение на флуиди и преминаването от един режим в друг. Оказа се, че състоянието (режим) на потока на течността в тръбата зависи от безразмерна броя, който взема предвид основните фактори, определящи движението: средната скорост V, D на диаметъра на тръбата, стр плътност течност и абсолютен вискозитет п. Този номер (по-късно тя става задължителна-числото на Рейнолдс) е както следва: Re = # 965; # 961; г / # 956; = # 965; г / об. г диаметър в редица Рейнолдс могат да бъдат заменени от всяка линейна диаметър, свързани с условията на потока или поток (диаметър на тръбата, диаметъра на топката, попадащи в течността, дължината на плочата и течен опростена Ал.). Номерът на Рейнолдс, при която прехода от ламинарен да турболенция, наречена критична и означаваме Rekr. Когато режим движение Re> Rekr е турбулентен на Re Въпросът за нестабилност на ламинарен поток и прехода към бурен, както и най-големият кри-матик Рейнолдс е бил подложен на обстойни теоретични и експериментални изследвания, но засега все още не е получил достатъчно цялостно решение. Най-често в изчисленията вземат за критичен брой на Рейнолдс при стойност на флуиден поток в тръби Проучванията показват, че най-важните числото на Рейнолдс, повишения и понижения заострени тръби в разширяването. Това може да се обясни с факта, че ускоряването на движението на течни частици заострени тръби тяхната склонност да напречно смесване се намалява и в бавен поток се повишава в разширяване на тръби. На критичен брой на Рейнолдс могат лесно да намерят критичната скорост, т.е. скоростта, под която винаги ще бъде ламинарен движение на флуиди ..: В отоплителни тръби, вода, въздух, газ и др движение обикновено е турбулентен, като се движи среда (вода, въздух, газ, пара) има нисък вискозитет. Ламинарен режим е възможно само в много малък диаметър тръби. По-вискозни течности, такива като масло, могат да се движат ламинарен дори в големи тръби диаметър. Физическият смисъл на броя на Рейнолдс е съотношението на турбулентност фактори на успокояващ фактор.
Фигура 5. Разпределението на скорост при ламинарен поток в тръбите