Перейти к содержимому
UzScite
  • НСИ
    • Новости События
    • Методическая информация
    • Нормативные документы
  • Каталог журналов
  • Указатель авторов
  • Список организаций

Исследование зависимости коэффициента сопротивления от число Рейнольдса в несжимаемых вязких жидкостях

Нормуродов Ч.Б.

Менглиев Ш.А.

Менглиев И.А.

Проблемы вычислительной и прикладной математики

  • № 5(17) 2018

Страницы: 

60

 – 

68

Язык: русский

Открыть файл статьи
Открыть страницу статьи в Интернет

Аннотация

В статьи приведена математическая моделирования движения вязких несжимаемых жидкостей через трубы внутри которого расположена пучок трубки. Указаны ламинарные и турбулентные режимы движения жидкости, а также анализированы физический смысл возникновения этих режимов. В прямой трубе с гладкой стенкой и постоянным поперечным сечением каждая частица жидкости при небольших числах Рейнольдса движутся по прямолинейной траектории. Из-за наличия вязкости частицы жидкости близкие к стенки движутся медленнее, чем вдали от стенки. Течение движутся в виде упорядоченных слоев движущихся относительно друг от друга. Однако, наблюдения показывают, что при больших числах Рейнольдса течение переходит в неупорядоченное состояние или переходит в турбулентное течение. Проходит сильное перемешивание в жидкости, в этом можно убедиться если ввести в жидкость движущейся в трубе краску. Переход ламинарного форма течения в турбулентное наиболее ярко иллюстрирована с помощью опыта проведенного О. Рейнольдстом об окрашенной струйки и установлены, что такой переход осуществляется при одном и том же критическом значение число Рейнольдса. Когда течение ламинарное краска движутся в виде четко очерченной струйки и как течение становится турбулентным краска растлевается по всей трубе и окрашивает вест жидкость. Это показывает что, в турбулентном течение к жидкости движущейся по оси трубе действует поперечное движение, или возникает движение перпендикулярное к оси трубе. Это же поперечное движение приводит к перемешиванию краску по всей жидкости. Рассмотрим прямую круглую трубу с постоянным по всей длине диаметром. Скорость течения на стенках трубы вследствие прилипания равна нулю, в середины трубы она имеет наибольшее значение. Рассмотрено цилиндр с характерной длиной и характерным радиусом внутри жидкости, ось которого совпадает с осью трубы и изучены течение жидкости через цилиндра. Выведены расчётные формулы для вычисления максимальной скорости течения, объём жидкости проходящее через поперечное сечение трубки, коэффициента сопротивления к трению в трубки по длине течения, а также максимальное значение касательного напряжения.

The article presents a mathematical simulation of the motion of viscous incompressible fluids through tubes inside which a tube bundle is located. Laminar and turbulent regimes of fluid motion are indicated, and the physical meaning of the appearance of these regimes is analyzed. In a straight pipe with a smooth wall and a constant cross section, each particle of the liquid, with small Reynolds numbers, moves along a rectilinear trajectory. Due to the presence of viscosity, particles of liquid close to the walls move more slowly than far from the wall. The flow moves in the form of ordered layers moving relative to each other. However, observations show that for large Reynolds numbers the flow goes into an unordered state or goes into turbulent flow. Strong stirring takes place in the liquid, this can be seen if the paint moving in the pipe is introduced into the liquid. The transition of laminar flow to turbulent flow is most clearly illustrated by the experiment of O. Reynoldst on the colored trickle, and it is established that such a transition occurs at the same critical value as the Reynolds number. When the flow laminar flow moves in the form of a clearly delineated trickle and as the flow becomes turbulent the paint is crimped all over the pipe and stains the vest liquid. This shows that, in the turbulent flow, a transverse motion acts on the liquid of the axis moving along the axis, or there is a motion perpendicular to the axis of the tube. This same lateral movement leads to mixing of the paint throughout the liquid. Consider a straight circular tube with a constant diameter over its entire length. The velocity of flow on the walls of the pipe due to adhesion is zero, in the middle of the pipe it has the greatest value. We consider a cylinder with a characteristic length and a characteristic radius inside a fluid whose axis coincides with the axis of the tube and the flow of liquid through the cylinder is studied. Calculation formulas are derived for calculating the maximum flow velocity, the volume of liquid passing through the cross section of the tube, the coefficient of resistance to friction in the tubes along the length of the flow, and also the maximum value of the tangential stress.

Список использованных источников

  1. Reynolds O. On the experimental investigation of the circumstances which determine whether the motion of water shall be direct or sinuous, and the law of resistance in parallel channels – Phil. roy.soc. 1883. № 174. P. 935–982.
  2. Нармурадов Ч.Б., Менглиев Ш.А. Трубадаги суюқликлар ҳаракатини математик моделлаштириш // Ҳисоблаш ва математика муаммолари., 2018. №. 2(14). Б. 36–47.
  3. Гордин В.А. Дифференциальные и разностные уравнения – Изд. – М.: «Высшая школа экономики», 2016. 517 с.
  4. Горшков-Кантакузен В.А. К вопросу вычисления коэффициента Дарси методом регрессионного анализа // Материалы XXI Международного симпозиума "Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред"имени А.Г. Горшкова, 16-20 февраля 2015, Вятичи. Том 1./МАИ.:ООО "ТРП 2015. С. 59-60.
  5. Абуталиев Ф.Б., Нармурадов Ч.Б. Математическое моделирование проблемы гидродинамической устойчивости – Изд. – Т.: «Fan va texnologiya», 2011. 188 с.
  6. Кочен Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика – М: Физматлиз, 1963. 728 с.
  7. Лойцянский Л.Г. Ламинарный пограничный слой – М: Физматлиз, 1962. 479 с.
  8. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1974. 571 с.
  9. Гольдштик М.А., Штерн В.Н. Гидродинамической устойчивость и турбулентность. – Hовосибирск: Наука, Сиб. Отд-ние, 1977. 366 с.
  10. Дразин Ф. Введение в теорию гидродинамической устойчивости. – М.: Физматлит, 2005. 88 с.
  11. Thomas H.H. Paper title // The stability of plane Poiseuille flow.. – Phys.rev., 1953. №.4(91). P. 780–783.
  12. Patera А.Т. Paper title // A spectral element method for fluid dynamics: laminar flow in a channel expansion.. – Comp. , 1984. Vol.54. P. 468–488.
  13. Бахвалов К.С. К оптимизации методов решения краевых задач при наличии пограничного слоя // вычисл. матем. и матем. физ., 1969. №. 4(9). С. 841–854.
  14. Loer St. Paper title // Examination of the stability of disturbed boundary-layer flow by a numerical method. – Phys fluids., 1969. №.12(12). P. 139–143.
  15. Brown W.B. Paper title // A stability criterion for there-dimensional laminar boundary layers. – In: Boundary layer and flow control. London, 1961. vol.2. – P. 913–923.
  16. Гольдштик М.А., Сапожников В.А. Устойчивость ламинарного потока в присутствии массовых сил // РАН. Сер. Механика жидкости и газа., М.: Издательство, 1968. №. 5. С. 42–46.
  17. Нармурадов Ч.Б., Соловьев А.С. О влиянии взвешенных частиц на устойчивость плоского течения Пуазейля // РАН. Сер. Механика жидкости и газа., М.: Издательство, 1986. №. 1. С. 46–50.
  18. Нармурадов Ч.Б., Соловьев А.С. Устойчивость двухфазного потока газ – твердые частицы в пограничном слое // РАН. Сер. Механика жидкости и газа., М.: Издательство, 1987. №. 2. С. 60–64.
  19. Нармурадов Ч.Б., Чулиев Э.А., Хужаёров Б.Х. Устойчивость пограничного слоя двухфазных потоков с учетом сил Стокса и Архимеда // Проблемы механики, Ташкент, 1998. №. 4. С. 13–17.
  20. Нармурадов Ч.Б., Подгаев А.Г. Сходимость спектрально–сеточного метода // Узбекский математический журнал, Ташкент, 2003. №. 2. С. 64–71.
  21. Нармурадов Ч.Б. Об эффективном методе решения задачи гидродинамической устойчивости для двухфазных потоков // Докл. АН РУз., Ташкент, 2004. №. 1. С. 19–26.
  22. Нармурадов Ч.Б. Об одном эффективном методе решения уравнения ОрраЗоммерфельда // Математическое моделирование., Москва, 2005. №. 9(17). С. 35–42.
  23. Нармурадов Ч.Б. Спектр собственных значений для двухфазного течения Пуазейля и пространственная зависимость характерных параметров // Техника и технология., Москва, 2007. №. 5(23). С. 55–57.
  24. Нармурадов Ч.Б. Математическое моделирование гидродинамических задач для двухфазных плоскопараллельных течений // Математическое моделирование., Москва, 2007. №. 6(19). С. 53–60.

Список всех публикаций, цитирующих данную статью

Copyright © 2025 UzScite | E-LINE PRESS