Қазақстан Республикасының Білім және Ғылы Министрлігі
Дөңгелек құбырда сұйықтың турбулентті қозғалысы
жүктеу/скачать 5,28 Mb.
|
| 5. Дөңгелек құбырда сұйықтың турбулентті қозғалысы.
Сұйықтар қозғалысының турбуленттік режимінің ерекшелігі – сұйық бөлшектерінің интенсивті араласуы және жылдамдық пен қысымдарының пульсациялануы.Сұйық қозғалысының турбулентті режимінді ағын екіге бөлінеді. А) Тұтқырлы қабат – қозғалыстың жұқа тұтқырлы ортасы Сұйықтың динамикалық тұтқырлығы турбуленттіден көп, >> , ал тұтқырлы жанама кернеу үйкелісі турбулентті жанама кернеу үйкелісінен біршама үлкен. >> . б) Ағынның турбулентті ядросы. – тұтқырлыққа тәуелді емес қалған ағын бөлігі,турбулентті қозғалыстың аумағы. Турбулентті ағын ядросында турбулентті жанама кернеу үйкелісі тұтқырлы жанама кернеу үйкелісінен көп есе үлкен >> . 5.7 сурет Сұйықтың құбырдағы тұтқыр қабаты 1 және 2 турбулентті ядро ағынының бөлінуінің шартты сұлбасы. Дөңгелек құбырға тұтқырлы қабаттың қалыңдығы өте кіші және басқа формуламен анықталады. , (5.38) где - құбыр диаметрі; - гидравликалық үйкеліс коэфффициенті. Ағын жылдамдығы ұлғайған сайын тұтқырлы қабаттың қалыңдығы азаяды,ал RE улкен санында мүлдем жоғалады. Құбыр қабырғаларында кедір бұдырлар бар болған соң,тұтқырлы қабатта құйын түзіледі,олар ядро ағынына еніп біртіндеп бәсеңдейді. Осьтік бағытта ядролы ағынмен қозғалған сұйық бөлшектері пульсация есебінен көлденең бағытқа ауысады.Сол себептен ядро ағынында сұйықтың араласуы және жылдамдықты түзету болады. Турбулентті режимде жылдамдықтың таралуы бірдей,ал қабырға жанында жылдамдық өсуі ламинарлы режимге қарағанда үлкен (сурет 5.7). Турбулентті режимде жылдамдықтың таралуын мына теңдікпен көрсетіледі; , (5.39) мұнда - максималды құбыр ось бойындағы жылдамдық ; -құбыр қабырғасынан қашықтық ; - құбырдың ішкі радиусы; - дәреже көрсеткіші ,кедір бұдыр құбырлар 0,25 және тегіс құбырлар0,1 үшін . Ұзына бойы турбулентті режимде ағын шығыны екінші дәрежелі жылдамдыққа пропорционалды Қабырға кедір бұдырлығы бірнеше фактор бойынша анықталады: а) қабырға материал ; б) Құбыр бетінінң механикалық өңделу сипаттамасы; в) коррозияның,қорғағыш қабаттырдың және т.б құбырда болу және болмауы. Абсолютті кедір бұдырлық - бұл ұзындық бірлігінде өлшенген орташа кедір бұдырлықтың өлшемдері. Сурет 5.8 – Абсолютті кедір бұдырлықты көрсететін сұлба Егер дөңес жері өлшемі қабат қалыңдығынан кіші болса < ,онда барлық кедір бұдырлар қабаттың ішінде және ол гидравликалық үйкеліс коэффициентіне әсер етпейді . Ағын ядросы кедіір бұдырмен емес ад тұтқырлы сұйық қабатымен байланысады.Тегіс құбыр бетімен сияқты қоғалады.Мұндай құбыр гидравликалық тегіс деп аталады және коэффициент Re санына тәуелді. Гидравликалық тегіс құбыр үшін гидравликалық үйкеліс коэффициенті Блазцуса формуласымен анықталады. . (5.40) Егер дөңес жері өлшемі қабат қалыңдығынан үлкен болса < , қабырғаның кедір бұдырлығы турбулентті ағын ядросына түседі,қозғалыстың ретсіздігін ұлғайтады және энергияның ағын шығынына әсер етеді.Мұндай құбырлар гидраликалық бұдырлау ( шероховатыми) . коэффициенті Рейнольдс санына тәуелді және қатыстылық бұдырлығына (шероховатости.) Бұдырлау құбырлар үшін гидравликалық үйкеліс коэффициенті Шифринсон формуласы арқылы анықталады. . (5.41) Қатыстылық бұдырлау – бұл абсолютті бұдырлаудың құбырдың радиусына және диаметріне қатысы. Турбулентті режим шартында үш гидравликалық кедергі облыстарын көрсетуге болады: а)Гидравликалық тегіс құбыр облысы , мұнда ; б) квадраттық қа дейінгі облыс,мұнда - өтпелі облыс; в) квадраттық (автомодельді) облыс, мұнда - бұдырлы құбырлар. Практика жүзінде қолданылатын құбырлар біртексіз бұдырлы болып келеді,сондықтан гидравликалық есептер кезінде бұдырлау эквивалентін қолданылады. Бұдырлық эквивалентін – бұл бұдырлық бөлік бірдей өлшемді ұнтақтан құрылған, есептегенде берілген бұдырлықпен бірдей шама гидравликалық үйкеліс коэффициентін береді. жүктеу/скачать 5,28 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|