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

41 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

65649. ФІЗИЧНА РЕАБІЛІТАЦІЯ ОСІБ СТАРШОГО ШКІЛЬНОГО ТА ЮНАЦЬКОГО ВІКУ ХВОРИХ НА ГЕМОФІЛІЮ З КОМБІНОВАНИМИ КОНТРАКТУРАМИ КОЛІННОГО СУГЛОБА 152 KB
  За відсутності їх вчасного та адекватного лікування майже у 9095 хворих на гемофілію розвиваються комбіновані ураження опорно-рухового апарату ОРА що супроводжується тяжкою інвалідизацією та погіршенням якості життя збільшує економічні витрати суспільства на лікувальні реабілітаційні та соціальні заходи Суховій М.
65650. ТЕМА ОЦІНКИ РИЗИКУ РОЗВИТКУ ПРОФЕСІЙНО ОБУМОВЛЕНИХ ЗАХВОРЮВАНЬ НА ОСНОВІ НЕЧІТКОЇ ЛОГІКИ 2.72 MB
  Огляд робіт присвячених дослідженню процесів розвитку професійних або професійно обумовлених захворювань показує що до теперішнього часу в достатній мірі сформовані основні наукові уявлення про фактори ризику які обумовлені шкідливими умовами...
65651. КЛІНІКО-ПАТОГЕНЕТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА УРАЖЕНЬ ПЕЧІНКИ ПРИ ІНФЕКЦІЙНОМУ МОНОНУКЛЕОЗІ У ДІТЕЙ 194.5 KB
  Все вищезазначене стало підґрунтям для дослідження особливостей імунної реактивності та портальної гемодинаміки при різних варіантах ураження печінки у хворих на ІМ. Це дозволить, на наш погляд, з нових позицій уточнити та поглибити знання патогенезу захворювання, розширити можливості...
65652. Управління капіталом підприємства на засадах контролінгу 244.5 KB
  З розвитком економіки ускладнюється розуміння змісту капіталу і системи управління ним. Питання управління різноманітними видами капіталу підприємства розглядаються у роботах вітчизняних та зарубіжних вчених сучасності: М. Проте в основному автори досліджують окремо фінансову фізичну...
65653. Геометричне моделювання сім’ї кривих з урахуванням впливу попередніх елементів на наступні 1.04 MB
  Ефективний підхід, що може бути покладений в основу таких способів, полягає у побудові елементів сім’ї кривих складної геометричної форми. В задачах геометричного моделювання гетерогенних процесів ці криві виступають як геометричні моделі ліній розділу фаз розвитку процесу.
65654. Патологічна схильність до азартних ігор (клініка, терапія та реабілітація) 644.5 KB
  Ситуація, що пов’язана з адиктивною поведінкою, є досить проблемною для багатьох країн світу, у тому числі, і України. Причина полягає у докорінній відмінності стереотипів мислення та світогляду послідовних генерацій, що виховувались у різних соціально-економічних умовах, а також через затяжну політичну...
65656. Подолання дезорганізації діяльності підрозділів промислового підприємства 198.5 KB
  Надмірна організованість діяльності підприємств є одним з чинників зниження стійкості їхньої діяльності втрати креативності в цій діяльності. Це зумовлює необхідність і доцільність надання певної свободи дій окремим працівникам та...
65657. Система педагогічних задач як засіб формування професійних умінь учителів початкових класів 284.5 KB
  Домінуючою на сучасному етапі й у прогнозованому майбутньому розвитку вищої професійної школи є парадигма особистісно зорієнтованої освіти, концепції та моделі її реалізації через компетентнісний підхід. У зв’язку з цим перетворення всіх компонентів стосуються не лише структурних складових...