Практикалық сабақ № 6. Сұйық қозғалысының режімін анықтау. Рейнольдс белгісі
Тәжірибелік зерттеулердің нәтижелерін талдай отырып О.Рейнольдс сұйық қозғалысының режімін айқындау үшін өте қарапайым, өлшемсіз белгі ұсынды
Бұл белгі кейін Вебердің ұсынысымен Рейнольдс саны деп аталып кетті. Мұндағы - құбырдағы сұйық қозғалысының орташа жылдамдығы;
d – құбырдың диаметрі;
μ - сұйық тұтқырлығының динамикалық коэффициенті;
ν - сұйық тұтқырлығының кинематикалық коэффициенті.
Жалпы жағдайда, құбыр диаметрінің орнына гидравликалық радиусты пайдаланып Рейнольдс санын былай жазуға болады
Әрине, тәжірибе қойғанда құбырдың гидравликалық радиусы (R) мен сұйықтың кинематикалық тұтқырлық коэффициенті (ν) белгілі, сондықтан қозғалыс режімінің бір түрден екінші түрге өтуі, ағын қозғалысының орташа жылдамдығына байланысты. Бұл жылдамдықты белгі жылдамдық деп атайды. Ламинарлық режімнен тұрбуленттік режімге өтердегі белгі жылдамдықтың сан мәні , тұрбуленттік жылдамдықтың сан мәнінен жоғары
Рейнольдс тәжірибелерінің нәтижелерін арын шығыны (hw) мен жылдамдық ( ) арасындағы байланыс түрінде (3.16-сурет) келтірейік. Мұндағы hw (арын шығыны) құбырдың I-I және II-II қималарында орнатылған пьезометрлер көрсетулерінің айырмасы ретінде анықталады.
19-сурет
Графикті қарастыра отырып мынандай қорытындылар жасауға болады. Қисық сызықтың бас жағындағы АВ бөлігінде міндетті түрде ламинарлық режим орын алады, соң жағындағы CF бөлігінде – тұрбуленттік режім, ал ВС бөлігінде жылдамдықтың өзгеруі сипатына қарай (өсуі немесе кемуі) қозғалыстың екі режімі де орын алуы мүмкін. Алайда ВС облысында қозғалыс режімі орнықсыз, арзымайтын (сәл ғана) себептен бұзылып кетеді. Әсіресе ламинарлық режім орнықсыз. Сонымен бірге бұл облыста, егер Никурадзе тәжірибелеріне жүгінсек, құбырдың жекелеген бөлікшелерінде бірде өсіп, сосын жоқ боп кетіп және қайтадан пайда болатын тұрбуленттік режімді облыс пайда болады. Бұл облысты кейде ауыспалы аймақ деп атайды.
Белгі жылдамдықтың мәні бірнеше факторларға, атап айтқанда, сұйықтың тұтқырлығына тура пропорционал, ал құбыр диаметріне кері пропорционал екендігі тәжірибе жүзінде айқындалған
(3.47)
мұндағы k – барлық сұйықтар үшін тұрақты және төменгі немесе жоғарғы белгі жылдамдыққа байланысты белгі сан, мысалы
(3.48)
Жоғарғы және төменгі белгі жылдамдықтарға сәйкес Рейнольдс сандарын табудың өз ерекшеліктері бар.
Көптеген тәжірибелердің нәтижесінде айқындалғандай, Рейнольдстің белгі санының мәндері, елеулі дәрежеде, эксперименттің жүргізілу шартына тәуелді екендігін атап өткен жөн. Рейнольдстің төменгі белгі санының мәні орнықтылау болып келеді, әр түрлі авторлардың мәліметтері бойынша оның құбырға арналған мәні
Ашық арналар үшін
Достарыңызбен бөлісу: |
