КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Общая формула для потерь напора на трение при равномерном движении жидкости в трубах
Виды гидравлических сопротивлений Рассмотрим участок трубы, заполненный жидкостью (рис. Х.1). Если жидкость в трубе не движется, то ее взаимодействие со стенками приводится к одной равнодействующей, направленной вниз (вес жидкости). При движении жидкости между нею и стенками трубы возникают дополнительные силы сопротивления, в результате чего частицы жидкости, прилегающие к поверхности трубы, тормозятся. Это торможение благодаря вязкости жидкости передается Равнодействующая сил сопротивления Т направлена в сторону, противоположную движению, и параллельна направлению движения (см. рис. Х.1). Это и есть силы гидравлического трения (сопротивления гидравлического трения). Энергию или напор, необходимые для преодоления сил сопротивления, называют потерянной энергией или потерянным напором. Штерн напора, затрачиваемые на преодоление сопротивления трения, носят название потерь напора на трение или потерь напора по длине потока (линейные потери напора) и обозначают через hтр.
Однако потери напора, возникающие при движении жидкости, зависят не только от трения о стенки. Рассмотрим следующий опыт (рис. Х.2). Бак W наполнен водой при постоянном уровне Н и питает горизонтальную трубу АВ длиной l одинакового по всей длине диаметра d. Пусть расход воды равен Q. Если трубу АВ заменить трубой CD той Же длины l, но образованной из последовательно расположенных участков диаметром соответственно d и 2d, то расход изменится. Пусть новый расход равен Q'. Оказывается, что Q'<Q (иногда Q'=0,5 Q и даже еще меньше). Таким образом, трение является не единственной возможной причиной, вызывающей потери напора; резкие изменения сечения также оказывают сопротивление движению жидкости (так называемое сопротивление формы) и вызывают потери энергии.(примеры: внезапное сужение, внезапное расширение, диафрагма, постепенное сужение расширение) Существуют и другие причины, вызывающие потери напора, например, внезапное изменение направления движения жидкости. Еще один тип вызывающий потери напора – разветвление потока (тройники отверстия в трубе…) Потери напора, вызываемые резким изменением конфигурации границ потока (затрачиваемые на преодоление сопротивления формы), называют местными потерями напора или потерями напора на местные сопротивления и обозначают через hм Таким образом, потери напора hw при движении жидкости складываются из потерь напора на трение и потерь на местные сопротивления, т. е. hw = hTp + hм. (Х. 1) Опыты показывают, что величина потерь напора на трение hтр. при движении жидкости в трубах может зависеть от следующих факторов:
- диаметра трубы d и ее длины l; - физических свойств жидкости (плотности ρ и вязкости µ); средней скорости движения в трубе v; - средней высоты выступов шероховатости k на стенках трубы. Напишем интересующую нас функциональную зависимость в виде:
где: – потери давления на длине потока, равной l, связанные с потерей напора формулой:
Имеем:
или, обозначая: (X.16)
где λ – безразмерное число(коэффициент гидравлического трения), речь о котором будет идти ниже, окончательно получим:
(X.17)
потери напора на местные сопротивления: (X.18)
где: ξ безразмерный коэффициент, так называемый коэффициент местных потерь; v2 — скорость потока после прохода через местное сопротивление.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 607; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |