Формирование изотермического ламинарного потока

Изучение скоростей отдельных частиц жидкости по длине потока показывает, что на участке вблизи входа в трубопровод частицы движутся неравномерно. Частицы, расположенные вблизи оси потока, движутся ускоренно, а частицы, находящиеся у стенки, замедленно. Поэтому эпюры скоростей в различных сечениях на этом участке трубопровода будут различными. На участке длиной l_н будет происходить формирование профиля скорости ламинарного потока. Длина входного участка l_н, на котором заканчивается формирование потока, называется длиной начального участка (рис.6.10).

Рис. 6.10

Рассмотрим формирование ламинарного потока в трубопроводе, вход в который сделан плавным. Жидкость поступает в трубу с почти одинаковой скоростью по всему сечению и только на стенке скорость жидкости равна нулю. По мере удаления от входа толщина затормаживаемого слоя жидкости у стенки увеличивается. Но так как расход жидкости Q остается одним и тем же, то замедление слоев, расположенных у стенки, приводит к увеличению скорости слоев, расположенных ближе к оси трубы. Сформировавшемуся равномерному изотермическому ламинарному потоку жидкости в трубе соответствует параболический закон распределения скоростей. Такое распределение скоростей теоретически наступает лишь на расстоянии от входа в трубу, равном бесконечности. Но практически уже на конечных расстояниях от входа распределение скоростей мало отличается от параболического. Для ламинарного потока можно принять .

Формирование турбулентного потока происходит на длине .