Шпаргалки к экзаменам и зачётам

студентам и школьникам

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Ответы к экзаменам по курсу гидравлика - Виды гидравлических сопротивлений

Cмотрите так же...
Ответы к экзаменам по курсу гидравлика
Гипотеза сплошности
Давление: абсолютное, избыточное, вакуумное
Плотность
Уравнение состояния
Коэффициенты сжимаемости
Равновесие несжимаемой жидкости в поле силы тяжести
Свойства гидростатического давления
Основное уравнение гидростатики для капельных жидкостей и газов
Примеры применения основных уравнений гидростатики
Единицы измерения давления
Понятие центра давления
Основные задачи и методы гидродинамики
Потоки напорный и безнапорный, гидравлические струи
Общие сведения о гидравлических сопротивлениях
Виды гидравлических сопротивлений
Связь между средней и осевой скоростями
Потери напора на трение по длине потока
Формула Пуазейля
Турбулентное движение жидкости
Коэффициент гидравлического сопротивления при турбулентном течении
Основные расчетные формулы
Определение и виды местных сопротивлений
Формула Вейсбаха
Эквивалентная длина
Типы трубопроводов
Особенности расчета трубопроводов, работающих под вакуумом
Расчет трубопровода из труб с переменным сечением
Истечение жидкости из отверстий и насадков
Коэффициенты сжатия, скорости и расхода
Потери в отверстиях и насадках
Гидравлический удар в трубах
All Pages

Виды гидравлических сопротивлений.

Потери удельной энергии в потоке жидкости, безусловно, связаны с вязкостью жид­кости, но сама вязкость - не единственный фактор, определяющий потери напора. Но можно утверждать, что величина потерь напора почти всегда пропорциональны квадрату средней скорости движения жидкости. Эту гипотезу подтверждают результаты большин­ства опытных работ и специально поставленных экспериментов. По этой причине потери напора принято исчислять в долях от скоростного напора (удельной кинетической энергии потока). Тогда: clip_image250

Потери напора принято подразделять на две категории:

потери напора, распределённые вдоль всего канала, по которому перемеща­ется жидкость (трубопровод, канал, русло реки и др.), эти потери пропорцио­нальны длине канала и называются потерями напора по длинеclip_image252 сосредоточенные потери напора: потери напора на локальной длине потока (достаточно малой по сравнению с протяжённостью всего потока). Этот вид потерь во многом зависит от особенностей преобразования параметров пото­ка (скоростей, формы линий тока и др.). Как правило, видов таких потерь до­вольно много и их расположение по длине потока зачастую далеко не зако­номерно. Такие потери напора называют местными потерями или потерями напора на местных гидравлических сопротивлениях. Это вид потерь напора также принято исчислять в долях от скоростного напораclip_image254 Тогда полные потери напора можно представить собой как сумму всех видов потерь напора: clip_image256

Оценка величины местных потерь напора практически всегда базируются на резуль­татах экспериментов, по результатам таких экспериментов определяются величины коэф­фициентов потерь. Для вычисления потерь напора по длине имеются более или менее на­дёжные теоретические предпосылки, позволяющие вычислять потери с помощью при­вычных формул.

Ламинарное равномерное движение жидкости в трубе круглого сечения.

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ(от лат. lamina - пластинка) - упорядоченный режим течения вязкой жидкости (или газа), характеризующийся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости. Условия, при к-рых может происходить устойчивое, т. е. не нарушающееся от случайных возмущений, Л. т., зависят от значения безразмерного Рейнольдса числа Re. Для каждого вида течения существует такое число RеКр, наз. нижним критич. числом Рейнольдса, что при любом Re<Reкp Л. т. является устойчивым и практически осуществляется; значение Rекр обычно определяется экспериментально. При Rе>Rекр, принимая особые меры для предотвращения случайных возмущений, можно тоже получить Л. т., но оно не будет устойчивым и, когда возникнут возмущения, перейдёт в неупорядоченное турбулентное течение .Теоретически Л. т. изучаются с помощью Навье - Стокса уравнений движения вязкой жидкости. Точные решения этих ур-ний удаётся получить лишь в немногих частных случаях, и обычно при решении конкретных задач используют те или иные приближённые методы.

Представление об особенностях Л. т. даёт хорошо изученный случай движения в круглой цилиндрич. трубе. Для этого течения RеКрclip_image2572300, где Re=clip_image258 (clip_image259 - средняя по расходу скорость жидкости, d - диаметр трубы, clip_image260- кинематич. коэф. вязкости, clip_image261- динамич. коэф. вязкости, clip_image262- плотность жидкости). Т. о., практически устойчивое Л. т. может иметь место или при сравнительно медленном течении достаточно вязкой жидкости или в очень тонких (капиллярных) трубках. Напр., для воды (clip_image263=10-6 м2/с при 20° С) устойчивое Л. т. сclip_image264=1 м/с возможно лишь в трубках диаметром не более 2,2 мм.

 

Распределение напряжений по радиусу.

Касательные напряжения. Рассмотрим правила определения величины касательных

clip_image266

напряжений на примере потока жидкости в круглой цилиндрической трубе. Двумя сечения­ми выделим в потоке жидкости отсек длиной l. На данный отсек жидкости будут действовать силы давления, приложенные к площадям жи­вых сечений потока жидкости слева и справа и сила трения, направленная в сторону обратную движению жидкости. Поскольку движение жидкости установившееся, то все действующие на отсек жидкости силы должны быть уравновешены. clip_image268

где: r0 - касательные напряжения на боковой поверхности отсека жидкости.

Касательные напряжения на периферии отсека жидкости (у стенки трубы) будут равны: clip_image270

Очевидно, это будут максимальная величина касательных напряжений в отсеке жид­кости. Вычислим величину касательных напряжений на расстоянии r от оси трубы. clip_image272

Таким образом, касательные напряжения по сечению трубы изменяются по линей­ному закону; в центре потока (на оси трубы) r=0 касательные напряжения т= 0.

Last Updated on Saturday, 08 November 2014 16:47