Диаграмма уравнения Бернулли

Местные потери энергии

Эти потери обусловлены так называемыми местными гидравлическими сопротивлениями, то есть местными изменениями формы и размера русла, вызывающими деформацию потока.

Примером местных сопротивлений могут служить начальные участки труб, расширяющиеся и сужающиеся по длине трубы (конфузоры и диффузоры), повороты, шайбы, диафрагмы, участки резкого изменения сечен7ия трубы – внезапное расширение или сужение.

Местные потери напора определяются по формуле Вейсбаха:

V – средняя по сечению скорость по трубе

- коэффициент сопротивления, который для многих случаев можно считать постоянным для данного вида местного сопротивления. Значения коэффициентов сопротивления выбирается по справочникам.

Диаграмма уравнения Бернулли представляет собой геометрическую интерпретацию, которая в графическом виде отображает изменения удельной энергии потока, то есть энергии, отнесенной к единице веса жидкости.

Диаграмма уравнения Бернулли состоит из пьезометрической линии P - P, отображающей изменение удельной потенциальной энергии и гидродинамической линии Е - Е, отображающей изменение удельной механической энергии.

Для двух любых контрольных сечений потока уравнение Бернулли записывается:

Рис.2. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли

Пьезометрическая линия расположена от плоскости сравнения 0-0 на расстоянии Z +P/γ;

Гидродинамическая линия расположена от плоскости0-0 на расстоянии Z+P/γ + V²/2g

Величина Н= Z+ P/γ+ V²/2g называется гидродинамическим напором.

Гидродинамическая линия имеет уклон вдоль потока, который называется гидродинамическим уклоном. Уклон пьезометрической линии, называется пьезометрическим уклоном.

Пьезометрическая и гидродинамическая линия на участках местных сопротивлений условно изображаются вертикальным уступом.

Высота уступа гидродинамической линии графически изображает местную потерю напора h_m, то есть ту часть энергии, которая вследствие местных сил трения обращается во внутреннюю, тепловую энергию и поэтому считается потерянной.

Вопросы для самопроверки:

1. Приведите вывод дифференциального уравнения движения идеальной жидкости и его общее решение.

2. Поясните вывод уравнения Бернулли для стационарного одномерного движения вязкой жидкости и его интерпретации.

3. Запишите закон сохранения массы при стационарном одномерном движении и вывод из него уравнения неразрывности потока (уравнение баланса расхода).

4. Как формулируется закон об изменении кинетической энергии и его приложение к стационарному одномерному движению?

5. Приведите вывод гидравлического уравнения об изменении импульса (количества движения).

6. Какой общий закон механики применяется при расчёте гидродинамических сил давления?

7. Запишите формулу гидродинамического давления и назовите его энергетический смысл.

Дата добавления: 2014-12-07