Занятие 7 Режимы движения жидкости Критическая скорость Режим

Занятие 7 Режимы движения жидкости. Критическая скорость Режим движения (ламинарный или турбулентный) определяется по числу Рейнольдса: для напорных потоков круглого сечения Reкр = 2320 для некруглых напорных потоков и безнапорных Reкр = 580 Тогда при Re < 2320 (580) - режим ламинарный; при Re > 2320 (580) - режим турбулентный.

Примеры решения задач Задача 1 По трубе диаметром 70 мм протекает за сутки 120000 кг нефти плотностью 820 кг/м 3, вязкость нефти = 0, 5 см 2/с. Определить режим движения нефти.

Решение: Q = 120000/820∙ 86400 = 0, 0017 м 3/с; = 3, 14∙ 0, 072/4 = 0, 0038 (м 2) v = 0, 0017/0, 0038 = 0, 45 (м/с); Re = 45∙ 7 / 0, 5 = 630 < Reкр= 2320 – режим ламинарный

Задача 2 Определить режим движения в лотке прямоугольного сечения шириной b = 120 см при уровне воды в нем h = 5 см, если V = 8 см/с, = 0, 015 см 2/с.

Решение: = b∙h /2 h + b = 120∙ 5 /2∙ 5 + 120 = 4, 62 (см) Re = 8 ∙ 4, 62 / 0, 015 = 2464 > Reкр= 580 - режим турбулентный

Задача 3 Определить режим движения в водопроводе диаметром 100 мм и длиной 2, 5 км, если расход воды 11, 8 л/с.

Решение = 3, 14∙ 0, 12 / 4 = 0, 00785 (м 2). V = 0, 0118 / 0, 00785 = 1, 5 (м/с). Принимается = 0, 01 см 2/с. = = 150∙ 10 / 0, 01 = 150000 > 2320 – режим турбулентный

Задача 4 Вода из одного бассейна в другой с расходом 12 л/с подается по трубе диаметром 50 мм. Определить режим движения и критическую скорость.

Решение Определяется скорость в трубе (м/с) Определяется режим движения при кинематической вязкости воды =0, 01 см 2/с. = 611∙ 5 / 0, 01 = 305500 - режим турбулентный. Критическая скорость соответствует критическому числу Re = 2320

Задачи для самостоятельного решения Задача 5 Какой режим движения воды будет при температуре в круглой напорной трубе диаметром d = 32 мм, если расход равен Q = 0, 5 л / с ? Задача 6 По напорной трубе диаметром d = 25 мм движется вода, температура которой составляет . Определить расход в л/с, при котором наступает смена режима движения.

Задача 7 Изучение режимов движения жидкости производится в лабораторных условиях на стеклянной трубе диаметром d = 0, 025 м, через которую пропускается вода с температурой 10 ºС. Расход воды определяется при помощи мерного цилиндра и секундомера. Подсчитать, в течение какого времени будет наполнятся мерный цилиндр емкостью W = 0, 003 м 3 при режиме движения воды, соответствующем критическому значению числа Рейнольдса.

Задача 8 Определить критическую скорость, отвечающую переходу из ламинарного течения к турбулентному, для трубы диаметром d = 0, 02 м, при движении в ней воды при температуре t = 15 ºС и глицерина при t = 20 ºС. Кинематическая вязкость глицерина = 4, 1 · 10 -4 м 2/с.

Задача 9 Определить режим движения жидкости с вязкостью в лотке прямоугольного сечения при расходе потока Q = 300 л/с. Ширина лотка 1 м, глубина безнапорного потока в нём 0, 5 м. Примечание: выполнить второе решение для движения напорного потока.

Самостоятельно: Задача 10 По трубопроводу диаметром 100 мм перекачивается нефть ( = 0, 42 см 2/с) в количестве 12 дм 3/с. Определить: а) режим движения нефти; б) критическую скорость. Задача 11 Определить потерю напора в трубопроводе длиной 500 м и диаметром 150 мм при перекачке воды расходом 20 л/с, = 0, 012 см 2/с. Как изменится потеря напора в трубопроводе, если диаметр трубы уменьшится в 2 раза? Задача 12 Задача 13 Как изменится потеря напора в трубопроводе, если вязкость уменьшится в 2 раза?

Ответы: № 10 – а) режим турбулентный; б) 0, 98 м/с; № 12 – увеличится в 16 раз; № 13 – уменьшится в 2 раза.