32759

Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Сила вязкого трения в жидкости. Число Рейнольдса. Формула Пуазейля

Доклад

Физика

Число Рейнольдса. Ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса после которого оно переходит в турбулентное. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения течение в круглой трубе обтекание шара и т. Число Рейнольдса Число Рейнольдса безразмерное соотношение которое как принято считать определяет ламинарный или турбулентный режим течения жидкости или газа.

Русский

2013-09-05

42 KB

43 чел.

34.Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Сила вязкого трения в жидкости. Число Рейнольдса. Формула Пуазейля.

Ламинарное течение  — течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций (то есть беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).

Ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса, после которого оно переходит в турбулентное. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения (течение в круглой трубе, обтекание шара и т. п.). Например, для течения в круглой трубе .

Турбулентность — явление, заключающееся в том, что при увеличении интенсивности течения жидкости или газа в среде самопроизвольно образуются многочисленные нелинейные фрактальные волны и обычные, линейные различных размеров, без наличия внешних, случайных, возмущающих среду сил и/или при их присутствии. Для расчёта подобных течений были созданы различные модели турбулентности.

Сила вязкого трения

Сила вязкого трения пропорциональна скорости относительного движения V тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.

Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом динамической вязкости. Самое важное в характере сил вязкого трения то, что тела придут в движение при наличии сколь угодно малой силы, то есть не существует трения покоя. Это отличает вязкое трение от сухого.

Число Рейнольдса

Число Рейнольдса — безразмерное соотношение, которое, как принято считать, определяет ламинарный или турбулентный режим течения жидкости или газа. Число Рейнольдса также считается критерием подобия потоков.

Число Рейнольдса определяется следующим соотношением: , где ρплотность среды, v — характерная скорость, l — характерный размер, μдинамическая вязкость среды.

Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит по достижении так называемого критического числа Рейнольдса Rekp. При Re < Rekp течение происходит в ламинарном режиме, при Re > Rekp возможно возникновение турбулентности. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения (течение в круглой трубе, обтекание шара и т. п.). Например, для течения в круглой трубе .

Число Рейнольдса как критерий перехода от ламинарного к турбулентному режиму течения и обратно относительно хорошо действует для напорных потоков. При переходе к безнапорным потокам переходная зона между ламинарным и турбулентным режимами возрастает, и использование числа Рейнольдса как критерия не всегда правомерно.

Формула Пуазейля

Эта формула служит для количественного описания процессов ламинарного течения вязкой жидкости в цилиндрической трубе постоянного сечения, где V - объем вязкой жидкости, L- длина участка трубы, r - ее радиус, t - время истечения жидкости, (Р1 - Р2) - перепад давлений, h - вязкость.



Разделив обе части этого выражения на время истечения t, слева получим
объемную скорость течения жидкости Q. Величину 8hL / p r4 обозначим через X. Тогда формула Пуазейля принимает вид:

Величина Q определяется в основном радиусом сосуда r. Это обусловлено главным образом тем, что кровоток пропорционален четвертой степени r, но так же и тем, что другие члены уравнения, например, разность давлений или длина для данного сосуда остается при обычных обстоятельствах примерно постоянной. Такая запись аналогична закону Ома для участка электрической цепи.
С помощью формулы Пуазейля можно определить ряд характеристик кровотока. Так, зная объемную скорость кровотока Q и величину
гидравлического сопротивления сосудов, можно найти величину давления крови в любой точке сосудистой системы. Если Ро - давление крови в желудочке сердца, а X - общее сопротивление сосудов на участке сосудистой системы между желудочком и данной точкой, то давление крови Р в данной точке равно:

Р = Ро - QX .

Закон Пуазейля не используют для объяснения процессов, протекающих в сосудистой системе, так как кровеносные сосуды не имеют жестких стенок, а кровь не является вязкой гомогенной жидкостью, но он может быть полезен для понимания качественных закономерностей.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42549. Создание в редакторе документа HTML на основании примеров и просмотр в Web-браузере 37.5 KB
  При каждом обновлении документа в блокноте обязательно его «Сохранить»(CTR+S) и выполнить в IE меню«Вид – Обновить(F5)» или на панели инструментов. Перейдите в блокнот и отформатируйте текст используя тэг br (перенос текста на другую строку, что-то вроде Enter). Вставьте его между тэгами Body и посмотрите IE, что получится...
42550. Розрахунок площ адміністративних та побутових приміщень 74 KB
  Визначити необхідні площі адміністративних та побутових приміщень якщо попередньо визначено що відповідної до плану технічного переоснащення підприємства спискова кількість працівників повинна становити N осіб робітників Nр осіб інженернотехнічних працівників та молодшого обслуговуючого персоналу Nі осіб службовців Nс осіб. Тоді очікувана кількість чоловіків і жінок відповідно становитиме: Nчол= 07N = 07160 = 112 осіб Nжін= 03N = 03160 = 48 осіб.чол= 07 Np = 07130 = 91 осіб Nр.жін= 03 Np = 03130 =...
42551. Розрахунок площ адміністративних та побутових приміщень 76.5 KB
  Визначити необхідні площі адміністративних та побутових приміщень якщо попередньо визначено що відповідної до плану технічного переоснащення підприємства спискова кількість працівників повинна становити N осіб робітників Nр осіб інженернотехнічних працівників та молодшого обслуговуючого персоналу Nі осіб службовців Nс осіб. Тоді очікувана кількість чоловіків і жінок відповідно становитиме: Nчол= 045N = 045120 = 55 осіб Nжін= 055N = 055120 = 65 осіб.чол= 045 Np = 04565 = 29 осіб Nр.жін= 055 Np =...
42552. Параллельные и распределённые вычисления 97.5 KB
  Разделить пакет из лабораторной работы № 2 на четыре пакета, поместив в первый пакет реализацию функций Func1 и типа Vector, во второй – реализацию функции Func2 и тип Matrix, в третий – реализацию функции Func3, а в последний - реализацию дополнительных процедур ввода-вывода Vector_Input, Vector_Output, Matrix_Input, Matrix_Output). Установить между пакетами отношения иерархии, выбрав первый пакет в качестве р о д и т е л ь с к о г о , а остальные пакеты реализовав через д о ч е р н и е модули ( п р и в а т н ы е и п у б л и ч н ы е).
42553. Швидке сортування 31 KB
  Завдання: розробити програму, що забезпечує сортування вхідного файлу методом швидкого сортування. Вхідний файл містить в собі двовимірний масив чисел цілого типу, всі елементи якого слід відсортувати за зростанням, причому зробити це окремо в кожному рядку.
42554. Создание фоновых рисунков, графических изображений, gif-анимаций, звуковых (mid или wav) файлов видеоклипов (avi или mpg), бегущих строк 29.5 KB
  Вставка рисунка в документ: img src= my. Если рисунок находится в поддиректории то ссылка на него будет выглядеть так: img src= my my.jpg Если рисунок лежит на уровень выше а документ находится в поддиректории то ссылка на неё будет такой: img src= .jpg Если картинка лежит на другом сайте то путь прописывается полностью: img src= http: www.
42555. Вибір типу та визначення необхідної кількості первинних засобів пожежогасіння 1.93 MB
  Визначити необхідну кількість та вибрати тип вогнегасників для оснащення приміщень в залежності від їх призначення розміру категорії за вибухопожежною та пожежною небезпекою класу очікуваної пожежної та інших умов. Головним критерієм вибору виду вогнегасників є величина можливого осередку пожежі.Визначаємо рекомендований тип вогнегасників.Визначаємо кількість вогнегасників.
42556. Организация текста внутри HTML-документов с помощью списков 87.5 KB
  Пунктами списка могут быть как элементы уровня текста так и элементы уровня блока за исключением заголовков H1H6 и элементов DDRESS. Пунктами списка могут быть также другие списки. UL ненумерованные списки Для создания ненумерованного списка используется элемент UL. Для этого элемента обязательны открывающий и закрывающий теги которые обеспечивают перевод строки до и после списка отделяя список от остального текста.
42557. Інструкції з охорони праці, що діють на підприємстві 84 KB
  Інструкції з охорони праці попереджують дію на працівників на робочих місцях небезпечних та шкідливих виробничих факторів, ліквідують умови, при яких вони можуть діяти на людей, а також зменшують ризик можливих небезпечних дій самих працівників. Призначення інструкцій з охорони праці полягає в тому, щоб вказати працівнику, в якому порядку необхідно виконувати технологічні операції та інші виробничі дії, щоб забезпечити власну безпеку, безпеку інших людей, безаварійну експлуатацію обладнання та зменшити вплив небезпечних та шкідливих виробничих факторів на конкретних робочих місцях.