Гидравлика | страница 23
Что касается (5), то оно получено из (4) с учетом того, что dQ = wdu; подставив dQ в (4) и сократив ω, приходим к (6).
Отличие hин от hпр прежде всего в том, что оно не является необратимым. Если движение жидкости с ускорением, что значит dυ/t > 0, то h>ин > 0. Если движение замедленное, то есть du/t < 0, то h>ин < 0.
Уравнение (5) связывает параметры потока только в данный момент времени. Для другого момента оно может уже оказаться не достоверным.
36. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса
Как нетрудно было убедиться в вышеприведенном опыте, если фиксировать две скорости в прямом и обратном переходах движения в режимы ламинарное → турбулентное, то
υ>1 ≠ υ>2
где υ>1 – скорость, при которой начинается переход из ламинарного в турбулентный режим;
υ>2 – то же самое при обратном переходе.
Как правило, υ>2 < υ>1. Это можно понять из определения основных видов движения.
Ламинарным (от лат. lamina – слой) считается такое движение, когда в жидкости нет перемешивания частиц жидкости; такие изменения в дальнейшем будем называть пульсациями.
Движение жидкости турбулентное (от лат. turbulentus – беспорядочный), если пульсация местных скоростей приводит к перемешиванию жидкости.
Скорости перехода υ>1, υ>2 называют:
υ>1– верхней критической скоростью и обозначают как υ>в. кр, это скорость, при которой ламинарное движение переходит в турбулентное;
υ>2– нижней критической скоростью и обозначают как υ>н. кр, при этой скорости происходит обратный переход от турбулентного к ламинарному.
Значение υ>в. кр зависит от внешних условий (термодинамические параметры, механические условия), а значения υн. кр не зависят от внешних условий и постоянны.
Эмпирическим путем установлено, что:
где V – кинематическая вязкость жидкости;
d – диаметр трубы;
R– коэффициент пропорциональности.
В честь исследователя вопросов гидродинамики вообще и данного вопроса в частности, коэффициент, соответствующий uн. кр, называется критическим числом Рейнольдса Re>кр.
Если изменить V и d, то Re>кр не изменяется и остается постоянным.
Если Re< Re>кр, то режим движения жидкости ламинарный, поскольку υ < υ>кр; если Re > Re>кр, то режим движения турбулентный из-за того, что υ> υ>кр.
37. Осредненные скорости. Пульсационные составляющие
В теории турбулентного движения очень многое связано с именем исследователя этого движения Рейнольдса. Рассматривая хаотическое турбулентное движение, он представил мгновенные скорости, как некоторые суммы. Эти суммы имеют вид:
