Wydzia Inynierii rodowiska i Geodezji Katedra Inynierii Wodnej
- Slides: 23
Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Inżynierii Wodnej Ruch laminarny i turbulentny LICZBA REYNOLDSA materiał dydaktyczny - wersja 1. 2 Katarzyna Zuba, II rok IŚ Dr inż. Leszek Książek Kraków, kwiecień 2005
Plan prezentacji: 1. Co to jest ruch laminarny i turbulentny? 2. Liczba Reynoldsa - ogólne wiadomości 3. Opis doświadczenia Reynoldsa 4. Wyniki pomiarów 5. Opracowanie wyników 6. Analiza wyników 7. Wizualizacja
1. Co to jest ruch laminarny i turbulentny? ► Jeżeli wartość liczby Reynoldsa jest niższa od Rekryt a wywołane w płynie zaburzenia ulegają wyhamowaniu, ruch stabilizuje się; cząsteczki płyną w równoległych, ślizgających się po sobie warstewkach to ruch ten nazywa się ruchem laminarnym. ► Jeżeli Rekryt zostanie przekroczone, wprowadzone zaburzenie narasta i powoduje trwałe zaburzenia pola prędkości oraz następuje intensywne mieszanie się cząstek to mówimy o ruchu turbulentnym (burzliwym)
Rozkład prędkości w ruchu: a) laminarnym, b) turbulentnym
2. Liczba Reynoldsa Jest to liczba podobieństwa charakteryzująca zjawisko mechaniczne zachodzące głównie pod wpływem sił tarcia wewnętrznego, równa stosunkowi sił bezwładności do sił tarcia wewnętrznego występujących w badanym zjawisku, np. przepływie cieczy.
Wzór na liczbę Reynoldsa Re= ·d / Gdzie: – prędkość cieczy [m·s-1], d – średnica rury [m], - kinematyczny współczynnik lepkości [m 2·s-1], odczytywany z tablic na podstawie temperatury cieczy Liczba Reynoldsa jest liczbą niemianowaną, tzn. nie posiadającą jednostki
Krytyczna wartość liczby Reynoldsa Dla przewodów kołowych krytyczna wartość liczby Reynoldsa wynosi Rekryt= 2320. Wartość to rozgranicza przepływ laminarny od turbulentnego Re<2320, ruch laminarny Re>2320, ruch burzliwy
Przejście ruchu laminarnego w turbulentny Następuje wskutek utraty stateczności ruch laminarnego. Zaburzenia będące przyczyną pulsacji występują zawsze w czasie przepływu. Zaburzenia i utrata stateczności następuje w obszarach przyściennych, skąd rozprzestrzeniają się na cały obszar przepływu.
3. Opis doświadczenia Reynoldsa Eksperymentem, wykazującym przejście ruchu laminarnego w turbulentny, było doświadczenie przeprowadzone przez O. Reynoldsa. Polegało ono na obserwacji, zachowania się barwnika w wodzie, płynącej w rurze o średnicy d. Przy Re< 2320 smuga barwnika pozostaje zwarta, nie ulega rozmyciu. Jeżeli jednak Re> 2320 to wyraźnie widoczne staje się szybkie, nieregularne rozmywanie się smugi barwnika.
4. Wyniki pomiarów Pomiary wykonano w Laboratorium Hydrotechnicznym Wydziału Inżynierii Środowiska i Geodezji Lp V [m 3] t [s] 1 0, 00013 111, 1 2 0, 00022 61, 6 3 0, 0002 32, 1 4 0, 000365 31, 8 5 0, 000615 32, 4 6 0, 000685 25, 1 7 0, 000775 18, 4 8 0, 000940 15, 4 9 0, 000895 12, 0 W czasie pomiaru mierzono objętość V i czas przepływu wody t. Średnica przewodu d = 0, 0098 m, Temperatura wody T = 17º C
5. Opracowanie wyników Q=V/t = Q / F [m·s-1] Re = ( *d)/ d = 0, 0098 m = 0, 0000010841 F = ( d 2) / 4 F = 0, 000075 m 2 Lp 1 2 3 Q [ l/s ] 0, 0000012 0, 0000036 0, 0000062 4 5 6 7 8 9 0, 0000150 0, 0000190 0, 0000270 0, 0000420 0, 0000610 0, 0000750 [m·s-1] Re [-] 0, 012 0, 045 0, 083 141 431 751 0, 15 0, 25 0, 36 0, 60 0, 80 1, 00 1383 2287 3289 5078 7357 8989
6. Analiza wyników Lp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Opis Re= 141, ruch laminarny Re= 431, ruch laminarny Re= 751, ruch laminarny Re= 1383, ruch laminarny Re= 2287, ruch laminarny Re= 3289, ruch turbulentny Re= 5078, ruch turbulentny Re= 7357, ruch turbulentny Re= 8989, ruch turbulentny
7. Wizualizacja Re = 0
7. Wizualizacja Re = 141 ruch laminarny
7. Wizualizacja Re = 431 ruch laminarny
7. Wizualizacja Re = 751 ruch laminarny
7. Wizualizacja Re = 1383 ruch laminarny
7. Wizualizacja Re = 2287 ruch laminarny
7. Wizualizacja Re = 3289 ruch burzliwy
7. Wizualizacja Re = 5078 ruch burzliwy
7. Wizualizacja Re = 7357 ruch burzliwy
7. Wizualizacja Re = 8989 ruch burzliwy
Literatura podstawowa: 1) Romuald Puzyrewski, Jerzy Sawicki, Podstawy mechaniki płynów i Hydromechaniki, W- wa, 1998, Wydawnictwo naukowe PWN 2) R. Zarzycki , J. Prywer, Z. Orzechowski, Mechanika płynów w inżynierii środowiska, Wydawnictwo naukowo- techniczne, W-wa, 1997 3) Janusz Kubrak, Hydraulika techniczna, Wyd. SGGW, W-wa, 1998 4)Andrzej Szuster, Bohdan Utrysko, Hudraulika i podsrawy hydromechaniki, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, W-wa 1986 Literatura dodatkowa: 1) Jerzy Sawicki, Przepływy ze swobodną powierzchnią, W-wa 1998, Wydawnictwo naukowe PWN
- Wady elektrowni wodnej
- Strefa otwartej toni wodnej
- Wady elektrowni wodnej
- Wady elektrowni wodnej
- Turnusi
- Umcs katedra prawa finansowego
- Katedra elektroniki agh
- Katedra za dermatovenerologiju
- Stobiecki agh
- Katedra za pravnu informatiku
- Katedra didaktiky prif uk
- Katedra dróg kolei i inżynierii ruchu
- Katedra za alatne strojeve
- Katedra za elektroniku
- Katedra za elektroniku
- Rimsko pravo katedra
- Katedra za mehanizaciju
- Farmakologia kliniczna ump
- Katedra elektroenergetyki pollub
- Katedra fyziky chemie a odborného vzdělávání
- Tzk ffzg
- Nejmenší společný násobek
- Mpp katedra
- Katedra elektroniki agh