Исследование течения ньютоновских жидкостей в круглых горизонтальных трубках при малых входных давлениях

Abstract

В статье представлены экспериментальные данные по определению расхода воды через горизонтальные трубки круглого сечения, имеющие различный диаметр. Определена зависимость объемного расхода от перепада давления, показано, что основными параметрами, определяющими характер течения жидкостей в горизонтальных трубках, являлись радиус трубки и динамическая вязкость жидкости. Рассмотрено течение дистиллированной воды в трубках с диаметрами 0,95·10^-3 м,
1,6·10^-3 м и 2,0·10^-3 м при избыточном давлении от 0,266 кПа до 4 кПа. Показано, что зависимость объемного расхода от избыточного давления остается линейной при 0,95·10^-3 м во всем рассмотренном диапазоне давлений. Увеличение радиуса трубки повышает вероятность возникновения флуктуаций скорости и появления радиальной составляющей скорости, т.е. возникновения элементов турбулентной структуры. В связи с этим при диаметрах трубки 1,6·10^-3 м и 2,0·10^-3 м установлено отклонение режима течения воды от ламинарного характера при значениях давления более 1,3 кПа и 1 кПа, соответственно. Зависимость объемного расхода от давления для 40% водного раствора CaCl₂, трансформаторного, трансмиссионного и моторного масел с коэффициентами динамической вязкости от 2·10^-3 Па·с до 182·10^-3 Па·с остается линейной вплоть до диаметров трубок 5÷6·10^-3 м. Результаты экспериментов изображены в виде номограммы зависимости коэффициента  от радиуса трубки при различных значениях коэффициента вязкости μ, анализ которой позволяет предсказать, каков будет характер течения исследуемой жидкости при заданных значениях радиуса трубки и коэффициента динамической вязкости.