Режимы течения жидкости

Многочисленные наблюдения течений жидкостей выявили существование двух принципиально различных режимов течения, которые называются ламинарным и турбулентным. Эти режимы различаются характером движения отдельных частиц жидкости.

При ламинарном течении траектории частиц жидкости представляют собой плавные, четко определяющие собой движение отдельных слоев жидкости. Ламинарное течение еще называется слоистым. Из слоя в слой частицы жидкости не переходят.

С увеличением скорости ламинарный режим течения становится неустойчивым. При достижении некоторой критической скорости V_кр имеющиеся в нем малые возмущения скорости начинают развиваться и режим течения становится турбулентным. При турбулентном режиме отдельные частицы жидкости движутся по хаотическим траекториям, в том числе и поперек основного потока. Последнее обеспечивает интенсивное перемешивание жидкости.

Средняя скорость течения в трубе при ламинарном режиме V_ср = 0,5V_max

При турбулентном течении профиль осредненных скоростей более полный (рис.5.1б)

V_ср = 0,8V_max. В средней части трубы скорости частиц практически постоянны по всему сечению и только в узком слое возле стенок спадают до нуля на них вследствие того же прилипания. Такой характер профиля скоростей обусловливается интенсивным перемешиванием жидкости в трубе при турбулентном течении и выравниванием осредненных скоростей частиц в потоке.

Re<2300 – ломинарный режим

Наблюдения показывают, что в природе существует два разных движения жидкости
1. слоистая упорядоченная течение - ламинарный движение, при котором слои жидкости скользят друг друга, не смешиваясь между собой
2. турбулентная неурегулированная течение, при котором частицы жидкости движутся по сложным траекториям, и при этом происходит перемешивание жидкости.
От чего зависит характер движения жидкости, установил Рейнольдс в 1883 году путем. Эксперименты показали, что переход от ламинарногоруху жидкости к турбулентному движению происходит при определенной скорости (критическая скорость), которая для труб различных диаметров неодинакова: при увеличении диаметра она увеличивается, критическая скорость так же увеличивается при увеличении вязкости жидкости. Рейнольдс вывел общие условия существования ламинарного и турбулентных режимов движения жидкости. По Рейнольдсу режима движения жидкости зависят от безразмерного числа, которое учитывает основные, определяющие это движение: среднюю скорость, диаметр трубы, плотность жидкости и ее абсолютную вязкость. Это число называется числом Рейнольдса:

Число Рейнольдса, при котором происходит переход от одного режима движения жидкости в другой режим, называется критическим. При числе Рейнольдса наблюдается ламинарный режим движения, при числе Рейнольдса - турбулентный режим движения жидкости. Чаще критическое значение числа принимают равным, это значение соответствует переходу движения жидкости от турбулентного режима к ламинарного. При переходе от ламинарного режима движения жидкости к турбулентн му критическое значение имеет большее значение. Критическое значение числа Рейнольдса увеличивается в трубах, сужаются, и уменьшается в тех, что расширяются. Это объясняется тем, что при сужении поперечного сечения скорость движения частиц увеличивается, поэтому тенденция к поперечного перемещения уменьшается.

Коррозия (от лат. corrosio — разъедание) — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это — разрушение любого материала — будь то металл или керамика, дерево или полимер. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде.

для сплавов железа (сталей) чаще используют термин «ржавление». Скорость коррозии, как и всякой химической реакции очень сильно зависит от температуры. Повышение температуры на 100 градусов может увеличить скорость коррозии на несколько порядков.