Гидравлика. Свойства жидкости. Силы действующие в жидкости. Гидростатическое давление и его свойства. Кинематика жидкости, страница 6

На основе анализа размерности Никурадзе пришёл к выводу что коэф-т гидравлического сопротивления λ=f(Re, ^-∆), ∆- действительная шероховатость труб, ^-∆=∆/d – относительная шероховатость. Для действительных труб вводится понятие эквивалентной шероховатости к_э – условная равнозернистая шероховатость, к-рая в зоне вполне шероховатого трения создаёт те же потери что и действительная шероховатость. Определяется при гидравлических испытаниях труб и зависит от материала, способа изготовления и срока эксплуатации. Меняя диаметр трубы и высоту выступов шероховатости, Никурадзе определял расход и показания пьезометров.

14

отличие графиков в зоне 2 объясняется тем, что на графике Мурина нет характерных впадин – седло Никурадзе, к-рое объясняется на графиках Никурадзе одновременным кризисом обтекания всех выступов искусственной шероховатости. Смена зоны зависит от относительной шероховатости стенок трубы, чем больше относительная шероховатость, тем выше вероятность, что движение будет происходить в зоне гладкого трения.

15

Расчет простого трубопровода

Простым – наз-ся трубопровод постоянного диаметра, включающий в себя местные сопротивления.

Сложные трубопроводы бывают с последовательным соединением труб разного диаметра, с║ соединением , разветвленные, с кольцевой раздачей, притоком ж-ти, с путевым расходом или притоком и т.д.

Методика расчёта простого трубопровода.

1) выбираем плоскость сравнения(по свободной поверхности нижнего резервуара).

2) выбираем сечения.

3) записываем ур-ия Бернулли.

4) ур-ие сплошности: Q=υS=const, υ=4Q/πd²

5) потери ∑h=∑h_l+∑h_м = λ l/d υ²/2g + ζ υ²/2g

6) режим движения Re= υ d/ ν , Re_Iгр=10 d /к_э , Re_IIгр=500 d /к_э

7) выбрать формулу для определения коэф-та Дарси λ

8) ∑h=∑h_l+∑h_м

9)при необходимости графического решения строим графики зависимости потерь от расхода называемые характеристикой трубопровода.

3 задачи расчета простого трубопровода

1) определение напора, перепада давления.

2) определение расхода. М/б решена 2-мя способами: аналитическим и графоаналитическим. Аналитический (последовательных приближений), задаёмся режимом движения или Re_I, определяем λ и из ур-ия Бернулли находим потери и скорость υ_I , Re_II, сравниваем с Re_I, ∆≤5%. Графоаналитический построение графиков потерь по Бернулли и Дарси – Вейсбаху

3) определение диаметра. Аналогично 2). D – необходимо подобрать стандартный диаметр по ГОСТ и провести уточняющий расчёт на  расход или перепад давления.

16

сифоны работают нормально при условии:

1) если предварительно заполнить ж-тью

2)давление в наивысшей точке сифона д/б> давления насыщенных паров

17

Сложные трубопроводы.

Последовательное соединение трубопроводов разного диаметра.

     Q₁, d₁                    Q₂ d₂                      Q₃  d₃

Q₁= Q₂= Q₃=U_i S_i , ∑h_общ=∑h₁+∑h₂+∑h₃

║ соединение труб

                        A                                       B

Q=Q₁+ Q₂+ Q₃ , ∑h_AB=∑h_1AB=∑h_2AB=∑h_3AB .

Последовательное  и ║ соединение труб

Q₁= Q₄= Q₁+ Q_{2   ,}  ∑h_общ=∑h₁+∑h_AB+∑h₄, ∑h_общ=∑h₁+∑h₂+∑h₄

Истечение из малого отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре

Малое отверстие d<< 0.1 H  отверстие в тонкой стенке со снятой фаской, когда ж-ть соприкасается с ним по одной линии и струя испытывает только местное сопротивление. При входе в отверстие струя испытывает сжатие от действия инерционных сил, сжатое сечение нах-ся на расстоянии 0.1 d от входа. Под действием сил инерции, тяжести, поверхностного натяжения и разницы скоростей струя меняет форму поперечного сечения – инверсия. Сжатие бывает полное, неполное, совершенное, несовершенное.

                                                                3        3а

 

                                                              b

                                                        а    2            3b

                                         1

1 неполное, несовершенное

2 полное, несовершенное

3 полное, совершенное

18

1) l≥2d – сжатие струи происходит на расстоянии о 0.5 до 1d, на растекание требуется такая же длина, поэтому min длина насадка  2d , с увеличением длины насадков возникают потери на трение, поэтому l не > 6d.