ФБТ БИ 1курс / #1

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:

1. 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:

2. 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 Re_ж, Рг_ж, Gг_ж - критерии Рейнольдса, Прандтля и Грасгофа, вычисленные для средней температуры жидкости; Рг_ст — 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 (Рг_ст/Рг_ж)^1/3 при охлаждении жидкости (t_ст< t_ж) больше единицы, а при нагреве жидкости (t_ст> t_ж) меньше единицы.

Зміст

Изотермический поток 1

Неизотермический поток 2