Ruch laminarny i turbulentny LICZBA REYNOLDSA materiał dydaktyczny - wersja 1.2

Ruch laminarny i turbulentny LICZBA REYNOLDSA

materia dydaktyczny - wersja 1.2Krakw, kwiecie 2005Wydzia Inynierii rodowiska i Geodezji Katedra Inynierii WodnejKatarzyna Zuba, II rok IDr in. Leszek Ksiek

Plan prezentacji: 1. Co to jest ruch laminarny i turbulentny?

2. Liczba Reynoldsa - oglne wiadomoci

3. Opis dowiadczenia Reynoldsa

4. Wyniki pomiarw

5. Opracowanie wynikw

6. Analiza wynikw

7. Wizualizacja

1. Co to jest ruch laminarny i turbulentny?Jeeli warto liczby Reynoldsa jest nisza od Rekryt a wywoane w pynie zaburzenia ulegaj wyhamowaniu, ruch stabilizuje si; czsteczki pyn w rwnolegych, lizgajcych si po sobie warstewkach to ruch ten nazywa si ruchem laminarnym.Jeeli Rekryt zostanie przekroczone, wprowadzone zaburzenie narasta i powoduje trwae zaburzenia pola prdkoci oraz nastpuje intensywne mieszanie si czstek to mwimy o ruchu turbulentnym (burzliwym)

Rozkad prdkoci w ruchu: a) laminarnym, b) turbulentnym

Jest to liczba podobiestwa charakteryzujca zjawisko mechaniczne zachodzce gwnie pod wpywem si tarcia wewntrznego, rwna stosunkowi si bezwadnoci do si tarcia wewntrznego wystpujcych w badanym zjawisku, np. przepywie cieczy.2. Liczba Reynoldsa

Re=d /Wzr na liczb ReynoldsaGdzie: prdko cieczy [ms-1],d rednica rury [m],- kinematyczny wspczynnik lepkoci [m2s-1], odczytywany z tablic na podstawie temperatury cieczy

Liczba Reynoldsa jest liczb niemianowan, tzn. nie posiadajc jednostki

Krytyczna warto liczby ReynoldsaDla przewodw koowych krytyczna warto liczby Reynoldsa wynosi Rekryt= 2320.

Warto to rozgranicza przepyw laminarny od turbulentnego

Re2320, ruch burzliwy

Przejcie ruchu laminarnego w turbulentnyNastpuje wskutek utraty statecznoci ruch laminarnego. Zaburzenia bdce przyczyn pulsacji wystpuj zawsze w czasie przepywu. Zaburzenia i utrata statecznoci nastpuje w obszarach przyciennych, skd rozprzestrzeniaj si na cay obszar przepywu.

3. Opis dowiadczenia ReynoldsaEksperymentem, wykazujcym przejcie ruchu laminarnego w turbulentny, byo dowiadczenie przeprowadzone przez O.Reynoldsa. Polegao ono na obserwacji, zachowania si barwnika w wodzie, pyncej w rurze o rednicy d. Przy Re< 2320 smuga barwnika pozostaje zwarta, nie ulega rozmyciu.Jeeli jednak Re> 2320 to wyranie widoczne staje si szybkie, nieregularne rozmywanie si smugi barwnika .

4. Wyniki pomiarwPomiary wykonano w Laboratorium Hydrotechnicznym Wydziau Inynierii rodowiska i GeodezjiW czasie pomiaru mierzono objto V i czas przepywu wody t.rednica przewodud = 0,0098 m,Temperatura wody T = 17 C

LpV [m3]t [s]10,00013111,120,0002261,630,000232,140,00036531,850,00061532,460,00068525,170,00077518,480,00094015,490,00089512,0

5. Opracowanie wynikwQ = V / t = Q / F [ms-1]Re = ( *d)/ d = 0,0098 m = 0,0000010841 F = (d2) / 4 F = 0,000075 m2

LpQ [ l/s ] [ms-1]Re [-]10,00000120,01214120,00000360,04543130,00000620,08375140,00001500,15138350,00001900,25228760,00002700,36328970,00004200,60507880,00006100,80735790,00007501,008989

6. Analiza wynikw

LpOpis1Re= 141, ruch laminarny2Re= 431, ruch laminarny3Re= 751, ruch laminarny4Re= 1383, ruch laminarny5Re= 2287, ruch laminarny6Re= 3289, ruch turbulentny7Re= 5078, ruch turbulentny8Re= 7357, ruch turbulentny9Re= 8989,ruch turbulentny

7. Wizualizacja Re = 0

Re = 141

ruchlaminarny 7. Wizualizacja


ruchlaminarny


ruchburzliwy

Literatura podstawowa:

1) Romuald Puzyrewski, Jerzy Sawicki, Podstawy mechaniki pynw iHydromechaniki, W- wa, 1998, Wydawnictwo naukowe PWN

2) R. Zarzycki , J. Prywer, Z . Orzechowski, Mechanika pynw w inynierii rodowiska, 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:

Jerzy Sawicki, Przepywy ze swobodn powierzchni, W-wa 1998, Wydawnictwo naukowe PWN

Documents

Ruch laminarny i turbulentny LICZBA REYNOLDSA materiał dydaktyczny - wersja 1.2