Архив номеров

Экспериментально исследовалось влияние способа формирования течения на входе на режим установившегося течения в круглой трубе. Для заданного способа формирования течения на входе в трубу определялось такое число Re*, при котором происходила смена ламинарного установившегося течения на турбулентное. При уменьшении числа Рейнольдса различие между коэффициентам сопротивления для ламинарного и турбулентного течения уменьшается. При числе Рейнольдса, равном приблизительно 1000, коэффициенты сопротивления, определенные по формуле Гагена-Пуазейля для ламинарного установившегося течения и по формуле Прандтля для установившегося турбулентного течения, равны. Поэтому можно предположить, что при Re<1000 установившееся течение в трубе может быть только ламинарным, и говорить о смене режимов для установившегося течения в круглой трубе в этом случае не имеет смысла.

Опубликованные ранее результаты [1-9] показывают, что число Рейнольдса, при котором ламинарное установившееся течение сменяется турбулентным, уменьшается при увеличении интенсивности пульсационного движения на входе в трубу. Однако при самых больших экспериментально реализованных интенсивностях пульсационного движения на входе в трубу турбулентное течение наблюдалось только при числах Рейнольдса больших некоторого значения. Это значение, определенное в различных экспериментах, изменялось в диапазоне 1900-2320 [10]. Несмотря на этот разброс, считалось, что в экспериментах определялось так называемое нижнее критическое число Рейнольдса, под которым подразумевалось такое число Рейнольдса, при значениях, выше которого может наблюдаться турбулентное течение, а при значениях, ниже которого при любых возмущениях на входе можно наблюдать только установившееся ламинарное течение. Значения Re*, полученные в данной работе, отличаются от нижнего критического числа Рейнольдса тем, что определялись при заданных (а не при любых) способах формирования потока на входе.

В данной работе экспериментально показано, что значения Re* зависят не только от интенсивности пульсационного движения на входе в трубу, но и от структуры пульсационного движения. Этот результат позволяет предположить, что в проводившихся ранее экспериментах определилось значение Re*, а разброс этих значений связан с тем, что структура пульсационных движений на входе в трубу была в этих экспериментах различной.

Полученные к настоящему времени экспериментальные данные не позволяют ни определить значение нижнего критического числа Рейнольдса, ни утверждать, что такое число Рейнольда для трубы вообще существует.