Гидродинамическое подобие и режимы течения жидкости в трубах

Литература: [6], с. 57—62, 62—69, 69—82, 82—93; [7], с. 124—128, 520—535; [8], с. 91—107, 200—207; [13], с. 99—104; [19], с. 187—205.

При изучении вопроса о гидродинамическом подобии следует усвоить, что потоки жидкости называются подобными, если каждая физическая величина, характеризующая поток, находится в одинаковом отношении для любых сходственных точек. Выяснить, что понимают под геометрическим, кинематическим и динамическим подобием. Понять физический смысл критериев подобия: Ньютона, Рейнольдса, Фруда и др. Уяснить понятие определяющих и неопределяющих критериев подобия.

Ознакомиться с двумя режимами движения жидкости существование которых подтверждено экспериментально английским ученым Осборном Рейнольдсом в 1883 г. Изучение ламинарного и турбулентного режимов движения начать с рассмотрения схемы прибора Рейнольдса для демонстрации режимов течения. Уделить внимание понятиям критической скорости я критического числа Рейнольдса, затем познакомиться со структурой потока при турбулентном режиме движения жидкости. Длявыяснения механизма турбулентности потока разобраться в понятиях гидравлической шероховатости, пульсации скорости и осредненной скорости.

Вопросы для самопроверки

1. Какие потоки называются подобными?

2. Рассказать о геометрическом, кинематическом и динамическом подобии. В чем заключается их отличие?

3. Раскрыть физический смысл критериев подобия Ньютона, Рейнольдса и Фруда.

4. Какие вы знаете резко отличающиеся друг от друга режима движения жидкости?

5. Рассмотреть схему прибора Рейнольдса.

6. Дать определение критической скорости и критического числа Рейнольдса.

7. Какова структура при турбулентном режиме движения жидкости?

8. Что называется шероховатостью? Раскрыть понятия пульсации скоростей и осредненной скорости.