2 6.Турбулентный режим движения трд. Структура потока при трд, распред-е скоростей и касат. Напряжений по сечению потока. Гидрав-ски гладкие и шероховатые трубы.

ТРД – характерно интенсивное перемешивание частиц ж-сти, пульсация скоростей и давлений. Вследствии перемешивания и движ. частиц в поперечном направлении касат. напряж. в потоке при трд значительно больше, чем при лрд.

При трд заметен скачок сопротивления при v=v_кр, затем отмечается крутое нарастание величины потерь по параболическому закону. Структура потока при ТРД:

В турбулентном ядре благодаря интенсивному перемешиванию происходит выравнивание скоростей движущихся частиц. При этом распределение скор. по сечению оказывается более равномерным, чем при лрд.

По сечению ламинарного подслоя 1 происходит разное падение скорости по параболич. закону до 0-го знач. по стенке. По сечению переходной обл. 2 отмечаются турбулентные пульсации, кот-е приводят к постоянному обмену с внешними турбулентными массами ж-сти. U=f(r) τ_T=τ_T1+τ_T2

ρ – плотность ж-сти l – длина пути перемешивания

τ_{1 –} косательно напряженіе обусловленное вязкостью жидкости

τ₁= τ₂ – касательное напряжение обусловленное вихреобразованием

τ₂=ρ - коэф. турбул. вязкости

Гладкие и шероховатые трубы.

В зависимости от физико-хим-х св-в ж-сти, технологии изготовления, сроков эксплуатации, на внутр. пов-сти трубопроводов образ-ся выступы, микронеровности.

1. гидравлич гладкие трубы

2. гидравлич шараховатые трубы

Поскольку естественная шероховатость имеет многообразные нерегулярные формы, то это вызывает осложнения при учёте влияния её на потери напора, поэтому используют эквивалентную шероховатость.

Под эквивалентной понимают такой размерискуственной шероховатости, равномерно распрд. по поверх-сти, кот-й по гидравлич. сопротивлению эквивалентен данной естественной неоднородной шероховатости.

Δ_экв=(0,6-0,7) Δ_max

- относительная шероховатость - относительная гладкость

27.Зоны сопротивления. Формулы для определения коэф-та Дарси в различных зонах.

По числам Рейнольдса течение делят на :

1)Зона вязкого сопротивления R_e≤2320

- ф-ла Пуайзеля для расчёта коэф. гидравл. трения для зоны вязкого сопротивления. λ=f(R_e)

2)Зона гладкостенного сопротивления 2320<R_e<10⁵ (трд)

δ>Δ_экв λ=f(R_e) - ф-ла Блазиуса

m=1,75

3)Зона доквадратичного сопротивления

δ≈Δ_экв m=1.75-2

- ф-ла Альдшуля

4)Зона квадратичного сопротивления

δ<<Δ_экв m=2

- ф-ла Шифринсона

28.Местные гидравлич. Сопротивления. Внезапное расширение и сужение потока, поворот потока.

Местное гидравлич. сопротивление предст-ет собой участок трубопровода либо канала, где происходит изменение скор. по величине либо по направлению.

Потери энергии на местных сопротивлениях выражают в зонах кинетич. энергии

ξ_м – коэф. местного сопротивления, зависящий от вида местного сопротивления. Анализ всех местных сопрот-ний показ-ет, что они предст-ют собой сочетание 3-х простейших: 1- внезапное (плавное) расширение потока 2- внезапное (плавное) сужение потока 3- внезапный (плавный) поворот потока

Внезапное расширение потока:

При внезапном расширении течение сопровождается снижением энергии в потоке из-за интенсивного вихреобразования в кольцевом пространстве между потоком и стенками трубопровода. Потеря энергии при внезапном расширении равна скоростному напору, рассчитанному по потерянной скорости.

- ф-ла для расчёта

Сужение потока: При внезапном сужении потока гидравлич. потери обусловлены в основном трением и деформацией (сжатием) потока, а также частичными вихреобразованиями при расширении потока после его сжатия.

h_вc,оп=E₁-E₂ ζ_вс,оп= ζ_в,ср=0.5(1 - – эмперическая формула

При S₂→ ζ_вход=0.5

Поворот потока:

Резкий поворот потока обычно сопровожд-ся значит-ми потерями напора (давления), кот-е обусловлены отрывом потока от стенок и вихреобразованиями внутри потока, с увеличением угла поворота потери энергии возрастают.

ζ_n.n.=0.051+0.19d/R – плавный поварот F_ц= - величина центробежной силы