Режимы движения жидкости и гидравлические сопротивления

Возможны два различных по своему характеру режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный.

При ламинарном режиме жидкость движется слоями без поперечного перемешивания, причем пульсация скорости и давления отсутствуют. При турбулентном режиме слоистость нарушается, движение жидкости сопровождается перемешиванием и пульсациями скорости и давления.

Критерием для определения режима движения является безразмерное число Рейнольдса (Re).

Для труб круглого сечения число Рейнольдса определяется по формуле

, 4

где ω – средняя скорость жидкости; d – диаметр трубы; ν – кинематическая вязкость жидкости.

Для потоков произвольного поперечного сечения

,

Гидравлический радиус r_г представляет собой отношение площади поперечного сечения потока F к омываемому потоком (смоченному) периметру П.

.

Режим будет ламинарным, если Re ≤ Re_кр, и турбулентным, если Re > Re_кр.

Для круглых труб обычно принимают Re_кр = 2320, и Re_кр = 580 для некруглых.

Согласно уравнению (3) h_п представляет общие потери напора, которые складываются из потерь по длине h_дл и местных потерь h_м.

, 5

6

где l, d – длина и диаметр трубопровода; ω² / 2g – скоростной напор; λ – коэффициент гидравлического сопротивления трения, который зависит от режима движения и шероховатости стенок трубы; ζ – коэффициент местного сопротивления, который определяется режимом движения жидкости и видом местного сопротивления в сечении (изменение сечения, трубопроводная арматура и т. п.)