Основные теоретические положения

В 1883 г. английский физик Осборн Рейнольде опубликовал результаты своих экспериментальных исследований, весьма наглядно иллюстрирующих существование в природе разных видов движения жидкости.

Опыты показатели, что возможны два режима движения жидкости или газа: ламинарный и турбулентный.

Ламинарное (параллельно-струйное) движение характеризуется упорядоченным перемещением отдельных частиц без перемешивания и без пульсаций скорости и давления. Если в прямой трубе постоянного сечения протекает жидкость при ламинарном режиме движения, то все линии тока направлены параллельно оси трубы, т.е. прямолинейны, а поперечные перемещения жидкости в процессе её течения отсутствуют.

Турбулентное (беспорядочное) движение характеризуется интенсивным перемешиванием частиц жидкости и пульсациями скоростей и давлений. Траектории отдельных частиц при турбулентном движении имеют вид замысловатых кривых, что говорит о том, что при турбулентном движении наряду с основным продольным перемещением жидкости вдоль трубы существуют поперечные перемещения и вращательное движение отдельных объектов жидкости.

Ламинарный режим наблюдается преимущественно при движении вязких жидкостей (нефти, смазочных масел и т.д.), а также при движении воды через тонкие капиллярные трубки.

Движение воды в водопроводных трубах, в разного рода напорных водоводах, в каналах и реках и т.д при обычно встречающихся на практике скоростях течение почти всегда характеризуются турбулентными режимами.

Режим течения жидкости зависит от её скорости и смена ламинарного течения на турбулентное в данной трубе происходит при определённой скорости течения, что является подтверждением философского закона перехода количества в качество. Обечайка спирального корпуса чаше всего бывает очерчена или по логарифмической кривой или дугами окружности.

Вблизи рабочего колеса обечайка переходит в так называемый язык. Часть спирального корпуса, ограниченную этим языком и являющейся продолжением обечайки плоскостью, выходной частью корпуса. Длиной выходного отверстия корпуса С и его шириной В, характеризует площадь выходного сечения вентилятора. В отдельных случаях вместо обычного спирального корпуса за рабочим колесом может быть установлен радиальный лопаточный или безлопаточный диффузор, а также корпус другого вида: с двумя и более выходными отверстиями и т.д.

Для присоединения вентилятора к сети на входе в вентилятор часто устанавливают входную коробку, на выходе из него - диффузор (рис.6). Последний обеспечивает также дополнительное преобразование динамического давления выходящего из спирального корпуса в статическое.

1 – диффузор; 2 – центробежный вентилятор; 3 – осевой направляющий аппарат; 4 – входная коробка

Для регулирования режимов работы вентилятора в ряде случаев применяют направляющего аппараты различных типов. Наиболее широкое распространение получили осевые направляющие аппараты, которые устанавливают обычно на входных патрубках вентиляторов. Центробежный вентиляторов в совокупности с входной коробкой, диффузором.

На основании анализа результатов опытных исследований Рейнольде, предложил безразмерный коэффициент, называемый числом (критерием) Рейнольдса:

, (17)

где V_cp - скорость течения жидкости, м\с, d - диаметр трубы, м, v - кинематический коэффициент вязкости жидкости.

В результате экспериментов Рейнольд определил, что для круглой трубы критическим числом, при котором происходит смена режимов течения жидкости, является Re _кр - 2320. Тогда, при Re < Re _Kp - течение жидкости ламинарное, а при Re > Re _|ф- турбулентное.

2.Описание экспериментальной установки

Схема экспериментальной установки Рейнольдса показана на рисунке:

В стеклянную трубку 1 жидкость поступает из напорного резервуара 2 наполняемого с помощью трубы 3 с краном 4. Постоянный напор (уровень свободной поверхности жидкости) –поддерживается благодаря установки сливной трубы 5. Изменение скорости течения жидкости в трубе 1 производится краном 6. Мерный бак 7 служит для определения расхода жидкости. Для наглядного наблюдения за режимом течения жидкости в направляющим аппаратом или с одним из этих элементов, составляет вентиляторную установку.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: