ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение режима течения жидкости из "Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии" При расчетах технологических процессов, связанных с движением газов и жидкостей, необходимо учитывать характер движения потока. [c.15] На примере жидкости, пропускаемой по трубопроводу, можно установить существование двух режимов течения — ламинарного и турбулентного. Обычно при малых скоростях (и малых диаметрах трубопровода) элементарные струйки жидкости движутся параллельно, как бы скользя друг по другу, не пере-мещиваясь. Такое течение называют ламинарным или слоистым (вязким). [c.15] При больших скоростях наблюдается поперечное перемешивание струек жидкости за счет образования вихрей. Это — турбулентный вид течения. [c.15] Для установившегося потока при ламинарном течении скорость постоянна в каждой точке жидкости, а при турбулентном течении — колеблется около некоторого среднего значения (за счет пульсации, т. е. изменения своего значения и направления во времени). Распределение скоростей по поперечному сечению трубопровода при ламинарном течении происходит по параболе, причем средняя скорость потока составляет 0,5 от максимальной (по оси потока). При турбулентном течении изменение скоростей в этих же условиях идет по более пологой кривой, и средняя скорость составляет 0,8—0,9 от максимальной. [c.15] Установлено, что для ламинарного режима численное значение критерия Рейнольдса всегда меньше, а для турбулентного режима — всегда больше некоторого определенного критического значения. Например, для прямых труб критическое значение критерия Рейнольдса Кекр = 2300. [c.16] Необходимо отметить, что приведенное критическое значение является в известной степени условным, так как трудно обнаружить резкий переход от ламинарного режима к турбулентному. В действительности обычно наблюдается так называемая переходная область исчезновения ламинарного режима и установления турбулентного состояния потока. Численные значения критерия Рейнольдса для переходной области находятся в пределах 2300-Ь 10000. При Ке 10000 режим потока становится развитым (устойчивым) турбулентным. [c.16] Для змеевиков значение Некр повышается в зависимости от отношения диаметра й трубы к диаметру В змеевика й/В) и может достигать 7000 8000. [c.16] При движении газов с очень большой скоростью может возникнуть инерционный режим (при Ее 300000). Для такого режима характерно постоянство коэффициента трения Х,т. [c.16] Цель работы — изучение изменений, происходящих в потоке при различных режимах течения. [c.16] Воду из городского водопровода подают (рис. 1.1) в бак I по трубе 3, регулируя подачу вентилем 4. Для предупреждения переполнения бака установлена переливная труба 5. Слив воды при промывке бака производят по грязевой трубе 5 через вентиль 7. Для наблюдения за поступлением и сливом воды нз бака установлена воронка 8 на трубе 9 (линия канализации). [c.16] Во время работы установки вода из бака 1 по питательной трубе 13 через вентиль 22 поступает в расходный бак 16. Излишек воды через воронку 17 и переливную трубу 24 сливается в канализацию. [c.16] Для предупреждения переполнения бака и перелива воды на пол установлена аварийная сигнализация — сигнализатор уровня 27 с датчиком 28, соединенный с сигнальным устройством 26. [c.16] При наполнении бака освещается табло Закройте вентиль и включается звуковой сигнал. [c.16] По окончании работы для опорожнения баков 14 и 16 пользуются соответственно вентилем 25 и краном 23. [c.17] Температуру воды (для нахождения вязкости) определяют по термометру 18. [c.17] Для успешного проведения опытов весьма важными условиями являются стабилизация потока в стеклянной трубе 15 и согласование скоростей истечения краски со скоростью самого потока. В этих целях приняты следующие меры. [c.17] Так как в городском водопроводе наблюдаются временами колебания напора и пульсации потока, то воду из водопровода подают сначала в запасный бак 1 достаточно большой вместимости. Отсюда вода поступает в расходный бак 16 по питательной трубе 13, начальный конец которой выступает над дном бака 1 не менее чем на 50 мм, чтобы оседающая на дно бака грязь не попадала в установку. Для достижения спокойного входа в расходный бак 16 вода в него поступает не сверху, а через специальное отверстие в дне бака с плавным расширением для гашения скорости. Затем, для дальнейшего успокоения, вода проходит через перегородку (во всю ширину бака), выполненную из тройного слоя сетки с мелкими отверстиями. И, наконец, вход воды в стеклянную трубу сделан в виде плавного сужения. Постоянный уровень воды в баке 16 поддерживается с помощью внутренней заналичной трубы с переливной воронкой 17, которая может быть установлена на нужной высоте, так как заналичная труба (медная, никелированная) проходит в дне бака 16 через специальный сальник и соединяется со сливным трубопроводом 24 гибким шлангом. [c.17] Для согласования скорости истечения краски со скоростью воды в стеклянной трубе 15 бак с краской 20 перемещается по вертикали и закрепляется на нужной высоте для создания необходимого напора при истечении краски. Расход краски регулируется краном 19 со специальным червячным приспособлением для плавного открывания и закрывания. Для установления выходного отверстия трубки с краской по оси стеклянной трубы 15 на крышке бачка смонтировано специальное регулирующее устройство. [c.17] Работу начинают с установления ламинарого режима и, увеличивая постепенно скорость движения воды в стеклянной трубе, наблюдают за изменениями, происходящими с подкрашенной струйкой при разных режимах течения. [c.18] После наглядного изучения поведения подкрашенной струйки приступают к измерению величин, необходимых для определения числа Рейнольдса, начиная с ламинарного режима и кончая турбулентным. [c.18] Вернуться к основной статье