4.Понятие о турбулентном течении. Подход Рейнольдса к описанию сложного сдвигового течения, его динамические уравнения.

При малой скорости образовываются слоистое течение (ламинарное). При более высокой скорости – хаотичное течение (турбулентное) , d_г – гидравлический диаметр. Re≤2300 - ламинарное течение; Re>2300 – турбулентное течение. Опыт проводился при постоянном уровне Н, замеряя расход Q. Q=VF. V- скорость,F- площадь. Опыт велся при постоянном увеличении скорости. Окрашенная жидкость попадала в стеклянную трубку. Было отмечено, что при V<V_кр поток имел слоистое строение (ламинарное), при дальнейшем увеличении скорости частицы начинали двигаться волнообразно, а затем хаотично. Для того что бы проанализировать режим движения Рейнрольдс проанализировал факторы к-ые влияют на режим движения ими оказались: плотность, динамическая вязкость скорость гидравлический диаметр. ; ν= ;

ν – кинематическая вязкость. d_г= ; F - площадь живого сечения; П – периметр соприкосновения с поверхностью (с воздухом П не учитывается).

Физический смысл числа Re. Re= . Если вести опыт в обратном направлении, т.е. понижать скорость, то переход из турбулентного в ламинарный режим произойдет при другой скорости, это означает что существует переходный режим, т.е. нет четкой границы между турбулентным и ламинарным режимах движения.

В этих опытах Рейнольдс впервые обнаружил, что переход из ламинарного движения в турбулентное обуславливается достижением критического значения некоторого безразмерного комплекса или критерия, к-ый получил в последствии его имя.

Критическое значение Рейнольдса – Re_кр = 1,2 10⁴, оно обусловлено плавным входом жидкости в трубу. Нижнее число Рейнольдса – 2000. Когда Re<2000 поток моментально становится ламинарным.

Экзаменационный билет № 18

1. Конструкция заводской двухслойной и трехслойной изоляции труб. Толщина слоев, назначение каждого слоя Согласно ГОСТ 51164-98 для изоляции магистральных трубопроводов рекомендовано 22 конструкции защитных по­крытий, из них: 19 - усиленного типа и 3 - нормального. В настоящее время применяются следующие виды изоля­ционных покрытий:1) комбинированное на основе мастики и полимерной ленты; 2) комбинированное на основе битумно-полимерной мастики и термоусаживающейся ленты;3) ленточное полимерно-битумное; 4) полиуретановое и полиуретаново-эпоксидное; 5) экструдированное полиэтиленовое, наносимое на трубу в заводских условиях.

Структура комбинированного покрытия усиленного типа для нефтепроводов D до 1220 мм

Конструкция покрытия	Толщина, мм, не менее
Грунтовка битумно-полимерная Мастика битумно-полимерная Обертка защитная термоусаживающаяся (в два слоя) Общая толщина по­крытия, не менее	0,1 3,0 1,4 4,5

При строительстве но­вых трубопроводов в последние годы применяются трубы с изоляционным покрытием заводского изготовления, имею­щим длительный срок службы (до 30 лет). Заводская изоляция бывает: однослойной (напыленный ПЭ порошок), двухслойной (сэвилен + ПЭ) и трехслойной. 1) Эпоксидный подслой 0,01 мм повышает адгезию до 60 Н/см и защищает от катодного отслаивания 2) Сэвилен (сополимера этилена и винилацетата, сополимер акриловой кислоты) 0,1 мм обеспечивает адгезию основного слоя (импорт из Германии); 3) Полиэтилен низкой плотности высокого давления 3,4 мм Зав. изоляция должна быть: толщиной не менее 3,5 мм сопротивление ударной нагрузке не менее 18 Н·м; напряжение пробоя не менее 17,5 кВ; адгезия не менее 35 Н/см.