ФБТ БИ 1курс / #1
.docx
Изотермический поток
Температура протекающей по трубе жидкости (газа) постоянна. Расчетная формула:
или в критериальной форме (для данной шероховатости стенки трубы):
В этих формулах X — коэффициент трения, безразмерный (его значение в общем случае зависит от режима течения и шероховатости стенки трубы е); — эквивалентный диаметр, м (для трубы круглою сечения = d); L— длина грубы, м;ω — скорость потока, м/с; ρ — плотность жидкости или газа, кг/м3; ;
Значение коэффициента трения X определяют по нижеследующим формулам:
-
Ламинарное течение (Re < 2300). Коэффициент λ не зависит от шероховатости стенки трубы, а зависит только от Re: для труб круглого сечения
для каналов некруглого сечения
При изотермическом ламинарном течении жидкостей и газов по трубам потеря давления на трение может быть рассчитана также но формуле Гагена — Пуазейля:
-
Турбулентное течение (Re > 2300)
1. Гидравлическиv гладкие трубы (стеклянные, медные, свинцовые): (1.40)
Формула (1.40) действительна при Re < 100 000.
2. Гидравлически шероховатые трубы (стальные, чугунные).
Безразмерной геометрической характеристикой гидравлически
шероховатых труб кроме отношения является относи¬тельная шероховатость, т. е. отношение средней высоты выступов (бугорков) е на стенках трубы к ее эквивалентному диаметру :
Применяется также и обратная величина.
Формула для расчета коэффициента трения λ в шероховатых трубах:
(1.42)
применима и для автомодельной области, если второе слагаемое в квадратных скобках приравнять нулю.
Неизотермический поток
При неизотермическом течении, когда протекающая по трубе жидкость нагревается или охлаждается (температура стенки трубы отличается от температуры жидкости), следует правые части формул (1.38) и (1.40) умножать на безразмерные поправочные коэффициенты x [4.1]:
для ламинарного режима
; (1.43)
для турбулентного режима в технически гладких трубах
(1.44)
где Reж, Ргж, Gгж - критерии Рейнольдса, Прандтля и Грасгофа, вычисленные для средней температуры жидкости; Ргст — критерий Прандтля, вычисленный для жидкости при температуре стенки трубы.
Так как для газов значение критерия Рг с изменением температуры практически остается постоянным, то поправочный коэффициент х по формуле (1.44) для газов равен единице.
С повышением температуры у капельных жидкостей значения критерия Рг уменьшаются, поэтому поправочный коэффициент (Ргст/Ргж)1/3 при охлаждении жидкости (tст< tж) больше единицы, а при нагреве жидкости (tст> tж) меньше единицы.
Зміст
Изотермический поток 1
Неизотермический поток 2