Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Основные теоретические положения. Гидравлическое сопротивление - это сопротивление движению жидкости, приводящие к потере механической энергии потока (потери напора






Гидравлическое сопротивление - это сопротивление движению жидкости, приводящие к потере механической энергии потока (потери напора, давления). Гидравлические сопротивления подразделяют на линейные (по длине трубопровода или канала), обусловленные вязкостью жидкости, и местные, возникающие в местах изменения значения или направления скорости потока.

Потери энергии по длине отмечалось являются результатом действия сопротивлений, вызванных силами внутреннего и внешнего трения в жидкостях. Причины местных потерь заключаются в местных вихреобразованиях, связанных с отрывом потока от стенок и перераспределением скоростей по сечению потока. Потери напора (энергии) в местных сопротивлениях называют местными потерями; напора и определяются они в долях удельной кинетической энергии по формуле Вейсбаха:

(6.1)

где hM - потери напора в местном сопротивлении, м,

ζ - коэффициент местного сопротивления;

V - средняя скорость потока (обычно за сопротивлением), м/с

Коэффициент местного сопротивления зависит от вида местного сопротивления, от числа Рейнольдса, а в некоторых случаях от шероховатости на участке местного сопротивления.

В связи со сложностью структуры потока в местных сопротивлениях только в отдельных случаях численные значения потерь напора и коэффициентов определяются теоретически, в преобладающем большинстве они найдены на основе проведенных экспериментов.

К местным сопротивлениям относятся различные фасонные участки трубопровода (колена, тройники, задвижки), в которых наблюдается неравномерное движение жидкости.

В местах резкого изменения живого сечения или направления потока происходит отрыв потока от стенок и образуются так называемые водоворотные или застойные зоны (рис. 6.1), что является основным источником потерь напора.

При вычислении общих потерь напора в гидравлике пользуются принципом наложения (сложения потерь), т.е. суммируют потери напора на всех последовательно включенных прямолинейных участках. Иногда при расчетах местные сопротивления заменяют им эквивалентной длиной прямолинейного трубопровода (рис. 6.2). Следует отметить, что этот случай справедлив только в том случае, если местные сопротивления расположены на достаточном расстоянии друг от друга [ l = ( 20 ÷ 50 ) d ].

Рис. 6.2. Схемы к определению эквивалентной длины

 

Эквивалентной длиной lЭ называется такая длина прямолинейного участка трубопровода, потери напора в котором равны потерям напора в данном местном сопротивлении при одинаковых расходах жидкости.

Исходя из определения:

или

откуда:

Тогда общие потери в трубопроводе:

,

где - расчетная длина трубопровода.

Поверхности стенок труб, каналов, лотков имеют шероховатость. Обозначим высоту выступов шероховатости Δ. Величину Δ называют абсолютной шероховатостью, а ее отношение к диаметру Δ /d – относительной шероховатостью. Величина, обратная относительной шероховатости, называется относительной гладкостью. С целью упрощения расчетов вводят понятие эквивалентной шероховатости Δ Э , при которой потери напора в трубе получаются такими же, как и при фактической неоднородной шероховатости.

В зависимости от толщины ламинарного подслоя δ и высоты выступов шероховатости Δ различают гидравлически гладкие и шероховатые трубы (рис 3 а, б). Если ламинарный подслой полностью покрывает все выступы на стенках трубы, т.е. δ > Δ, трубы считаются гидравлически гладкими. В противном случае гидравлически шероховатыми. Т.к. значение δ зависит от Re, то одна и та же труба может быть в одних условиях гидравлически гладкой (при малых Re), а в других гидравлически шероховатой (при больших Re).

 

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи местных сопротивлений.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.