Контрольные вопросы к защите.
1. Дайте определение ламинарного потока.
2. Дайте определение турбулентного потока.
3. Поясните необходимость изучения режимов движения рабочих сред в трубопроводах систем под давлением.
4. Что характеризует число Рейнольдса?
5. Как определить вид движения потока рабочей среды зная значение числа Рейнольдса?
6. Можно ли утверждать однозначно, что в трубопроводе преобладает лишь один вид потока рабочей среды?
7. Поясните на примере как можно избежать возникновения турбулентного потока при движении рабочей среды.
8. Как влияет вязкость среды на характер ее движения по трубопроводу?
9. Влияет ли толщина стенок трубопровода на характер движения среды? Поясните ваш ответ.
10. Как влияет скорость движения среды на характер ее движения по трубопроводу?
11. Как влияет на характер движения среды по трубопроводу изменение ее температуры?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Понятие о гидравлическом ударе в трубопроводах систем под давлением
При быстром (например, в аварийном или экстренном случае, режиме чрезвычайной ситуации на производстве и т.д. ) закрытии предохранительных устройств (клапанов, кранов, регулировочных вентилей и т.д.) в трубопроводах систем под давлением вследствие резкого изменения скорости движения рабочей среды давление повышается до значений в несколько раз превышающих номинальное (расчетное) давление в них. Это явление называют гидравлическим ударом. Гидравлический удар весьма опасен для гидроагрегатов и трубопроводов, может вызвать аварии и разрушение исполнительных устройств, магистралей и трубопроводов систем под давлением.
Таким образом, для обеспечения безопасных условий эксплуатации систем под давлением возникает необходимость определения граничных условий возникновения гидравлического удара при движении рабочей среды в трубопроводе.
Решению данных вопросов были посвящены исследования Н.Е. Жуковского, который разработал соответствующие положения теории гидравлического удара. Рассмотрим простой трубопровод постоянного диаметра d и длиной L, имеющий на конце задвижку. На другом конце трубопровод присоединен к резервуару под давлением. При быстром закрытии задвижки кинетическая энергия рабочей среды, движущейся со скоростью v преобразуется в энергию давления р. Вследствие упругости рабочей среды и материала трубопровода, через малый промежуток времени (исчисляемый иногда тысячными долями секунды) после закрытия задвижки происходит полная остановка и сжатие ближайших к задвижке слоев рабочей среды под действием сил инерции. Вблизи задвижки в этом случае давление резко повышается до максимального значения рmax, происходит полный гидравлический удар. В следующий промежуток времени давление распространяется на последующие слои рабочей среды вблизи задвижки и т.д. Таким образом, область повышенного давления распространяется в виде ударной волны к началу трубопровода (к резервуару под давлением) со скоростью vy, происходит прямой гидравлический удар. Волна повышенного давления достигает резервуара за время равное:
. (2.1)
Так как давление в резервуаре в этот момент меньше чем в трубопроводе, то рабочая среда начинает поступать из трубопровода в резервуар. Происходит отраженный гидравлический удар. В следующий момент времени от резервуара к задвижке будет перемещаться волна пониженного давления с той же скоростью vy. Время, в течение которого ударная волна пониженного давления достигает резервуара и возвращается к задвижке, составляет фазу гидравлического удара:
. (2.2)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.