![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Коэффициенты сопротивления и трения при движении жидкости в трубах
Трубы являются самым распространённым видом поверхности теплопередачи. Введём понятие коэффициента сопротивления l. При движении жидкости в трубе в результате трения происходит уменьшение давления жидкости по длине трубы. Рассмотрим стабильное течение, когда распределение скорости по сечению трубы не изменяется по длине трубы. В этом случае цилиндрические объёмы жидкости между сечениями 1 – 1 и 2 – 2 находятся в равновесии. Так как силы инерции отсутствуют, то на этот объём действуют силы давления и силы трения. Поэтому в случае равновесия сила трения равна силе давления.
Чтобы, определить касательное напряжение от трения достаточно замерить давление в сечениях 1 – 1 (р1) и 2 – 2 (р2), а также Формула (12.28) справедлива для ламинарного и для турбулентного режимов течения жидкости в трубе. Перепад давления в трубе связан со средней скоростью потока жидкости по закону Дарси:
где l – коэффициент сопротивления. Сопоставляя (12.29) и (12.27), получаем выражение для касательного напряжения трения и для коэффициента сопротивления
Ранее нами было введено понятие коэффициента трения (12.6)
Сравнивая (12.30) и (12.32) получаем: Коэффициент трения в четыре раза меньше чем коэффициент сопротивления. Аналитическое решение уравнение движения Навье-Стокса при стабилизированном течении в трубах даёт выражение для коэффициента сопротивления при ламинарном режиме движения в трубах (
При турбулентном режиме течения (
Эти законы справедливы для гладких труб. В гидравлике известны другие формулы с учётом шероховатости труб. Потери давления в местном сопротивлении (задвижка, отвод, поворот, диафрагма и т.д.): где xм – коэффициент местного сопротивления, приводится в справочной литературе. Для потоков с высокой степенью турбулентности (Тu > 2%) различие профилей скорости и температуры в трубе невелико, следовательно можно применять гидродинамическую теорию теплообмена (для гладких труб при Pr = 1).
|