Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Ламинарное течение жидкости или газа
Течение вязкой жидкости или газа, характеризующееся упорядоченным движением частиц

Анимация

Описание

 
Ламинарное течение (от латинского lamina – пластинка) – упорядоченный режим течения вязкой жидкости (или газа), характеризующийся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости (см. рис.1). Условия, при которых может происходить устойчивое, то есть не нарушающееся от случайных возмущений, ламинарное течение, зависят от значения безразмерного рейнольдса числа Re. Для каждого вида течения существует такое число Reкр называемое нижним критическим числом Рейнольдса, что при любом Re<Reкр ламинарное течение является устойчивым и практически осуществляется; значение Reкр обычно определяется экспериментально. При Re>Reкр, принимая особые меры для предотвращения случайных возмущений, можно тоже получить ламинарное течение, но оно не будет устойчивым и, когда возникнут возмущения, перейдёт в неупорядоченное турбулентное течение. Теоретически ламинарные течения изучаются с помощью Навъе – Стокса уравнений движения вязкой жидкости. Точные решения этих уравнений удаётся получить лишь в немногих частных случаях, и обычно при решении конкретных задач попользуют те или иные приближенные методы.
Ламинарное течение
Рис.1.
Представление об особенностях ламинарного течения даёт хорошо изученный случай движения в круглой цилиндрической трубе. Для этого течения Reкр≈2200, где Re=vcpd/v (vср – средняя по расходу скорость жидкости, d – диаметр трубы, v=μ/ρ – кинематический коэффициент вязкости, (μ — динамический коэффициент вязкости, ρ – плотность жидкости). Таким образом, практически устойчивое ламинарное течение может иметь место или при сравнительно медленном течении достаточно вязкой жидкости или в очень тонких (капиллярных) трубках. Например, для воды (v=10-6 м2/с при 20° C) устойчивое ламинарное течение с vcp= l м/с возможно лишь в трубках диаметром не более 2,2 мм.

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Используется в научно-технических эффектах

Устройство для замера расхода или скорости жидкостей и газов в трубопроводах (Трубка Вентури)

 

Используется в областях техники и экономики

1Трубопроводный транспорт
1Воздушный транспорт
1Обводнение и водоснабжение
1Приборы для теплотехнических и теплофизических измерений

 

Используются в научно-технических эффектах совместно с данным эффектом естественнонаучные эффекты

1Рост толщины пограничного слоя с ростом скорости (Рост толщины пограничного слоя с ростом скорости)
1Ламинарное течение в пограничном слое (Ламинарное течение в пограничном слое)
1Объемный расход жидкости или газа (Объемный расход)
1Течение идеальной жидкости (Идеальная жидкость)
1Движение жидкости в пограничном слое (Движение жидкости в пограничном слое)
1Газодинамическая функция (Газодинамическая функция)
1Течение вязкой жидкости или газа, характеризующееся упорядоченным движением частиц (Ламинарное течение жидкости или газа)
1Течение вязкой несжимаемой жидкости (Течение вязкой несжимаемой жидкости)

 

Применение эффекта

Течение вязкой жидкости по трубам в зависимости от ряда условий может быть ламинарным (или слоистым) и турбулентным (или вихревым). В случае ламинарного течения все молекулы жидкости движутся параллельно оси трубы и, находясь на одинаковом расстоянии от осевого центра трубы, имеют равные скорости (см. рисунок).
Ламинарное течение жидкости в трубе
Рис.1.
Для турбулентного движения характерно наличие нормальной (перпендикулярной направлению течения жидкости) составляющей скорости движения молекул и резкий спад скорости течения при приближении к границам. Траектория движения молекул представляет собой сложную кривую линию.

Реализации эффекта

Ламинарное течение жидкости может наблюдаться при обтекании жидкостью или газом различных тел с плавной геометрией при небольших числах Рейнольдса. С увеличением скорости относительного движения жидкости или газа и обтекаемого тела, а также с увеличением его продольных размеров можно наблюдать переход от ламинарного характера течения к турбулентному. Картина перехода ламинарного потока к турбулентному проиллюстрирована на рисунке:
Ламинарное (на переднем плане) и турбулентное течение вокруг подводной лодки

рис.1.

 

Литература

1. Тарг С. М. Основные задачи теории ламинарных течений - М. — Л.: Наука, 1951.

2. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа, 3 изд. - М.: Наука, 1970.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина