Движение неньютоновских жидкостей в трубах

 

Жидкости, для которых предложенная Ньютоном зависимость не удовлетворяется, называются неньютоновокими или аномальными жидкостями. К ним относятся строительные растворы, литой бетон, глинистый раствор, употребляемый при бурении скважин, нефтепродукты с температурой, близкой к застыванию, различного рода суспензии и коллоидные растворы.

Для аномальных жидкостей справедлив закон Бингема:

τ = τ₀ + νρ(du/dy),

где τ₀ — величина, характеризующая некоторое начальное зна­чение касательного напряжения, после которого жид­кость приходит в движение.

Потери давления при движении неньютоновских жидкостей в трубопроводах можно определить по формуле Дарси-Вейсбаха

.

При этом значение коэффициента гидравлического трения λ_н следует находить:

а) для структурно-ламинарного режима при движения при 240<Re*<3000 по формуле

λ_н = 64/Re*;

б) для турбулентного режима движения при Re*>3000 по
формуле

λ_н = 0,l .

В этих формулах Re* - обобщенное число Рейнольдса, учи­тывающее как вязкие, так и пластические свойства жидкости и определяемое выражением

ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ОТВЕРСТИЙ И НАСАДОК. СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ

4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОТВЕРСТИЙ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТЕЧЕНИЙ

Классификация отверстий

Основной задачей гидравлического расчета отверстий и насадок является определение скорости истечения жидкости и вытекающего расхода.

В теории истечения жидкости из отверстий в зависимости от толщины стенки принято различать:

1. Истечение из отверстия в тонкой стенке.

2. Истечение из отверстия в толстой стенке.

3. Истечение из насадки.

 

Рис.1.1

 

Тонкой называется такая стенка резервуара, толщина которой не влияет на истечение жидкостииз отверстия (на скорость истечения и расход). В этом случае вытекающая струя соприкасается только с внутренней кромкой отверстия. Стенку считают тонкой, если ее толщина d не превышает 2,0-2,5 диаметров отверстия d (рис.1.1,а).

Толстой называется стенка, толщина которой влияет на истечение жидкости из отверстия. В этом случае вытекающая струя постоянно или периодически соприкасается с боковой поверхностью отверстия или частью ее, что влияет на величину вытекающего расхода. Стенку считают толстой, если ее толщина d находится в пределах (2…2,5). d < d < (3…4). d (рис. 1.1,б).

  Насадкой называется короткий отрезок трубы, присоединенный к отверстию в тонкой стенке. Длина насадки d принимается равной 3…5 диаметрам отверстия (рис. 1.1, в). Если толщина стенки резервуара равна 3,0…5,0 диаметрам отверстия, то в гидравлическом отношении такое отверстие представляет собой насадку.

В зависимости от соотношения напора и вертикального размера отверстия различают гидравлически малые и большие отверстия.

Малым (в гидравлическом смысле) называется отверстие, высота h (диаметр d) которого незначительна по сравнению с напором H (h (или d) <= 0,1. H).

Большим (в гидравлическом смысле) называется отверстие, высота h (диаметр d) которого имеет величину одного порядка с напором H.