ия трубы.
4. 3. Потери напора при ламинарном течении жидкости
Как показывают исследования, при ламинарном течении жидкости в круглой трубе максимальная скорость находится на оси трубы. У стенок трубы скорость равна нулю, т. к. частицы жидкости покрывают внутреннюю поверхность трубопровода тонким неподвижным слоем. От стенок трубы к ее оси скорости нарастаю плавно. График распределения скоростей по поперечному сечению потока представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью - квадратичную параболу (рис. 4. 3).
Рис. 4. 3. Схема для рассмотрения ламинарного потока
Уравнение, связывающее переменные υ и r, имеет следующий вид:
где P1 и P2 - давления соответственно в сечениях 1 и 2.
У стенок трубы величина r R, , значит скорость υ 0, а при r 0 (на оси потока) скорость будет максимальной
Теперь определим расход жидкости при ламинарном течении в круглой трубе. Так как эпюра распределения скоростей в круглой трубе имеет вид параболоида вращения с максимальным значением скорости в центре трубы, то расход жидкости численно равен объему этого параболоида. Определим этот объем.
Максимальная скорость дает высоту параболоида
Как известно из геометрии, объем параболоида высотой h и площадью ρR2 равен
а в нашем случае
Если вместо R подставить диаметр трубы d, то формула (4. 4) приобретет вид
Расход в трубе можно выразить через среднюю скорость:
откуда
Для определения потерь напора при ламинарном течении жидкости в круглой трубе рассмотрим участок трубы длиной l, по которому поток течет в условиях ламинарного режима (рис. 4. 3).
Потеря давления в трубопроводе будет равна
Если в формуле динамический коэффициент вязкости
Страницы: << < 35 | 36 | 37 | 38 | 39 > >>