Течение с теплообменом.

Течение жидкости, при котором температура в каждой точке потока постоянна, называют изотермическим течением.

Бели по трубопроводу движется жидкость, температура которой значительно выше температуры окружающей среды, то такое течение сопровождается теплоотдачей через стенку трубы во внешнюю среду и, следовательно, охлаждением жидкости. Когда же температура движущейся жидкости ниже температуры окружающей среды, то через стенку трубы, происходит приток тепла, и жидкость в процессе течения нагревается.

В обоих случаях из-за теплообмена с окружающей средой изменяется температура жидкости и значит и её вязкость, и течение является неизотермическим.

Облитерация.

Адсорбция - (от латинск. Ad -на, при и sorbeo - поглощаю) -поглощение вещества из газовой или жидкой среды поверхностным слоем твёрдого тела (адсорбента) или жидкости.

Облитерация - (от латинск. Obliteratio - забвение) заращивание внутренней полости трубы, отверстия, зазора, сосуда.

Облитерация - это процесс уплотнения (адсорбции) жидкости до практически твёрдого состояния на поверхности стенки, который происходи! на поверхности раздела твердого тела (стенки) и жидкости под действием молекулярных, и электромагнитных сил, возникающих между стенкой и жидкостью.

Поурочный план урока №10

Дисциплина:« Гидравлика».

Группы: 311, 312, 313, 314, 315, 316, 413 У.

Тема урока:

«Турбулентное течение жидкости».

Цель занятия:

• Развивающая: организовать деятельность студентов по восприятию,

осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов действий.

• Дидактическая: обеспечить устойчивые знания о турбулентном течение жидкости.

Тип урока: урок изучения и закрепления новых знаний.

Вид урока: лекция.

Оснащение урока: плакаты, наглядные пособия, каталоги оборудования,

Ход урока:

• Организация начала урока –2-3 мин.

• Проверка выполнения домашнего задания, повторение, учёт знаний студентов –20-25 мин.

• Актуализация знаний – 3-5 мин.

• Объяснение нового материала –45-50 мин.

• Закрепление нового материала –10-12 мин.

• Задание на дом:

Турбулентное течение жидкости в гладких трубах.

Для турбулентного течения характерно перемешивание жидкости, пульсации скоростей и давлений в процессе течения. Величина скорости беспорядочно колеблется около некоторого осреднённого по времени значения V_оср, которое остаётся постоянным

Траектории частиц, проходящих через какую-то точку, в разные моменты времени имеют различную конфигурацию и линии тока, также изменяются с течением времени, вдоль и поперек трубы

Т.о. турбулентное течение является неустановившимся течением, так как величины скоростей и давлений, а также траектории частиц меняются по времени.

Так как, при турбулентном течении отсутствует слоистость потока и

происходит перемешивание жидкости, закон зрения Ньютона

ТУРБУЛЕНТДОЕ ТЕЧЕНИЕ К ШЕРОХОВАТЫХ ТРУБАХ

Если для гладких труб коэффициент потерь на трение вполне определяется числом R_е, то для шероховатых груб значение λ_т зависит еще и от шероховатости внутренней поверхности трубы. При этом важен не абсолютный размер бугорков шероховатости «k», а отношение этого размера к радиусу трубы, т.е. так называемая относительная шероховатость «k/r₀». Однако и та же абсолютная шероховатость может совершенно не сказаться на сопротивлении трубы большого диаметра, но способна значительно увеличить сопротивление трубы малого диаметра. Кроме того, на сопротивление влияет характер шероховатости: расстояния между бугорками, неравномерность по высоте и пр. Простейшим случаем будет тот, когда все бугорки шероховатости имеют один и тот же размер «k» и одинаковую форму, т.е. при так называемой равномерно распределенной зернистой шероховатости.

Турбулентное течение в некруглых трубах.

Турбулентное течение может происходить и в некруглых трубах, например, в охлаждающих устройствах - радиаторах.

В трубопроводе с поперечным сечением произвольной формы, суммарную силу трения, действующую на внешнюю поверхность потока длиной L, можно выразить:

как ,

где П - периметр сечения;

- касательное напряжение на стенке, зависящее в основном от динамического давления, т.е. от,-, средней скорости течения и плотности жидкости.

Из этой формулы следует, что при заданной площади сечения и данном расходе жидкости (а, следовательно, и при заданной средней скорости) сила трения пропорциональна периметру сечения. Поэтому для уменьшения силы трения, а также потерь энергии на трение следует уменьшить периметр сечения. А наименьшим периметром при заданной площади обладает круглое сечение, которое поэтому является наивыгоднейшим с точки зрения получения минимальных потерь энергии (напора) на трение в трубе.

Для количественной оценки влияния формы сечения на потерю напора вводится в расчёт так называемый гидравлический радиус R_г, равный отношению площади сечения трубы к его периметру: