Гидродинамика вязкой жидкости — страница 5

  • Просмотров 9091
  • Скачиваний 660
  • Размер файла 38
    Кб

дело с частичным (неполным) подобием, при котором соблюдается пропорциональность лишь основных, главных сил. 5. Турбулентность. Турбулентным называется течение, сопровождающееся интентенсивным перемешиванием жидкости и пульсациями скоростей и давлений. Движение отдельных частиц беспорядочному движению молекул газа. При турбулентном течении векторы скоростей имеют не только осевые, но и нормальные к оси русла составляющие,

поэтому наряду с основным продольным перемещением жидкости вдоль русла происходят поперечные перемещения (перемешивание) и вращательное движение отдельных объемов жидкости. Этим и объясняются пульсации скоростей и давления. Режим течения данной жидкости в данной трубе изменяется примерно при определенной средней по сечению скорости течения v и обратно пропорционально диаметру d трубы, т. е. Входящий в эту формулу

безразмерный коэффициент пропорциональности k одинаков для всех жидкостей и газов, а также для любых диаметров труб. Это означает, что изменение режима течения происходит при определенном соотношении между скоростью, диаметром и вязкостью v: Полученное безразмерное число называется критическим числом Рейнольдса и обозначается . Этот результат согласуется с изложенной ниже теорией гидродинамического подобия, и вполне

закономерно, что именно число Рейнольдса является критерием, определяющим режим течения в трубах. Как показывают опыты, для труб круглого сечения. Таким образом, критерий подобия Рейнольдса позволяет судить о режиме течения жидкости в трубе. При течение является ламинарным, при турбулентным. Точнее говоря, вполне развитое турбулентное течение в трубах устанавливается лишь при имеет место переходная, критическая область.

Смена режима течения при достижении обусловлена тем, что одно течение теряет устойчивость, а другое – приобретает. При ламинарное течение является вполне устойчивым: всякого рода искусственная турбулязация потока и его возмущения (сотрясения трубы, введение в поток колеблющегося тела и пр.) погашаются влиянием вязкости и ламинарное течение восстанавливается. Турбулентное течение при этом неустойчиво. При наоборот,

турбулентное течение устойчиво, а ламинарное – неустойчиво. 6. Гидродинамическая неустойчивость Итак, переход к турбулентности связан с неустойчивостью, а неустойчивость, в свою очередь, – с возникновением и развитием возмущений. Откуда же в реальной физической системе, какой является движущая жидкость, могут зародиться возмущения? Источников возмущений очень много. Прежде всего реальная установка (канал с движущейся