8
α=S∫U3dS/υ3S – коэффициент Кареолиса, учитывает неравномерность распределения скорости по живому сечению потока.
Физический смысл: отношение действительной кинетической энергии и кинетической энергии вычисленной по средней скорости. α - зависит от режима движения: при ламинарном =2, при турбулентном =1
Общие сведения о потерях энергии.
∑h=∑hl+∑hм =потери по длине + потери на местных сопротивлениях, в местах изменения формы потока, к-рое сопровождается перераспределением скорости и образованием вихрей, на что и расходуется энергия. Местные потери возникают на задвижках, поворотах, фильтрах, расширениях и сужениях, в местах установки расходомеров и др.
∑hм = ζ υ2/2g – ф-ла Вейсбаха. ζ – коэф-т местных потерь, зависит от режима движения ж-ти и вида местного сопротивления, показывает какую часть от скоростного напора составляют потери энергии.
∑hl потери по длине – потери на трение м/д стенками канала и слоями ж-ти друг о друга. ∑hl=λ l/d υ2/2g – ф-ла Дарси λ – коэф-т Дарси (гидравлического сопротивления), какую часть от скоростного напора составляют потери на единице относительной длины l/d.
9
lэкв- длина потери энергии на к-рой равновелики потери на местных сопротивлениях. суммарные потери в трубопроводе рассчитываются по приведённой длине. λ зависит от режима движения и состояния поверхности трубопровода(от материала и шероховатости).
Геометрическое представление о вязкой ж-ти.
10
т.к. потери непрерывно возникают по длине канала гидравлический уклон м/б только положительным. Пьезометрический уклон характеризует изменения кинетической энергии по длине канала. Потенциальная энергия вдоль канала может убывать или возрастать за счёт изменения кинетической энергии. Если канал сужается кинетическая энергия уменьшается , в расширяющемся канале пьезометрическая высота увеличивается, уклон отрицательный.
11
Существует 2 режима движения: ламинарный и турбулентный.
Ламинарный – упорядоченное движение ж-ти при к-ром все струйки движутся║ друг другу, обмен энергией происходит на молекулярном уровне.
Турбулентный – хаотическое движение, при к-ром обмен энергией происходит путём массообмена. Впервые режимы движения были исследованы Рейнольдсом.
12
Поскольку z+P/ρg во всех точках живого сечения одинакова, то гидравлический напор определяемый на разных гидравлических радиусах будет одинаковым.
13
турбулентное движение
усредненная скорость по живому сечению потока представляет собой полулогарифмический з-н. Касательные напряжения трения имеют тот же линейный з-н что и при ламинарном τ= τ0 r/r0 , но каждый вектор касательных напряжений складывается из 2-х : касательных напряжений вызванных молекулярной вязкостью и вызванные пульсацией скорости. При турбулентном движении частицы ж-ти соседних слоёв переходят из слоя в слой обмениваясь количеством движения с этими слоями, более быстрые частицы попавшие в более медленный слой ускоряют его, менее быстрые замедляют быстро движущийся слой. За счёт обмена количеством движения происходит выравнивание скорости в средней части турбулентного потока. В пристенном слое ж-ть движется медленней, скорость нарастает от 0 до какой-то действительной скорости U, соответствующей критической. По гипотезе Пранкля – Кармана турбулентный поток состоит из вязкого подслоя толщиной δ и турбулентного ядра δ=f(Re). При увеличении Re δ уменьшается, при выравнивании скоростей в турбулентном ядре наблюдаются потери энергии. Для упрощения расчётов при турбулентном движении вводится понятие турбулентной пульсационной вязкости μт: τ= μ dU/dn + μт dU/dn.
Потери энергии при турбулентном движении. Графики Никуразе и Мурина.
 |
∆h
P1/ρg P2/ρg
Слив l
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.