Предмет гидравлика и основные физические свойства жидкости. Основные физические свойства жидкости. Понятие об идеальной жидкости, страница 19

4.  для новых чугунных труб:

;

5.  для бетонных труб:

.

Связь коэффициента Шези и Дарси.

Формула для определения потерь напора (92) – универсальная для обоих режимов движения жидкости,

;

Но учитывая формулу Шези, (103) для определения  и формулу (60) для определения коэффициента Шези - С, для гидравлического уклона можно записать:                                      

; или, учитывая, что гидравлический радиус получаем:

 .                                                   (109)

Тогда потери напора можно определить по формуле (вторая водопроводная) из которой следует, что изменение диаметра трубопровода d, изменяет потери напора h_w в 5 степени:

,                                                                            (110)

где,  ; ; .

Следовательно:

,                                                                 (111)

где,  - удельное сопротивление трубопровода (постоянная для данной трубы величина),

       ,                                                                    (112)

К – расходная характеристика, м³/с.

Для учета различных скоростей движения жидкости вводим поправочный коэффициент :

;                                                                          (113)

где,  при ;

 при .

1.3.11. Определение местных потерь напора и потерь напора

по длине потока

Потери энергии (напора) при движении жидкости складываются из двух видов:

1.  потери по длине ;

2.  потери местные  ;

.                                                                       (114)

Потери напора по длине зависят от длины цилиндра, а местные потери зависят от формы и конфигурации живого сечения.

 

Рис. 1.69.    К определению потерь напора.

Для плавноизменяющегося движения можно записать:

.                                (115)

То есть, для определения  достаточно измерить: разность высот , показаний пьезометра  и скоростных напоров ;

При равенстве , ,  получаем:

,                                                                           (116)

то есть потери напора определяются как разность показаний пьезометра в начале и конце участка.

Условимся выражать потери напора и по длине, и местные по их отношению к скоростному напору , тогда формула для местных потерь будет иметь вид:

  ,                                                                          (117)

где,  (дзета) – коэффициент потерь, (показывает, какая доля скоростного напора затрачивается на преодоление данного сопротивления).

Большинство коэффициентов местных сопротивлений получают опытным путем, затем вводят в формулы.

Для определения потерь по длине потока можно воспользоваться универсальной формулой Дарси (92):

  , или формулами – (109), (110), (111), (113).

1.3.12. Истечение жидкости через отверстия и насадки

В инженерной практике часто приходится рассматривать движение реальной жидкости и учитывать потери напора в следующих случаях:

1.  движение, определяемое в основном местными сопротивлениями (отверстия, насадки).

2.  движение, когда  (короткая труба с наличием сопротивлений).

3.  движение при малых , больших  (водопроводы).

Рассмотрим только первый случай.

В теории истечений жидкости через отверстия, в зависимости от толщины стенки, различают отверстия в тонкой и толстой стенках; в зависимости от условий сжатия струи, различают отверстия с совершенным и несовершенным сжатием, а также с полным и неполным сжатием.

Отверстием в тонкой стенке называется такое отверстие, края которого имеют острую кромку, а толщина стенки не влияет на форму и условие истечения струи.

Отверстием в толстой стенке называется такое отверстие, в котором струя, прежде чем получить свободное падение, движется вдоль стенки, имея местные потери и потери по длине.

В практике различают:

1. а) большие отверстия;

б) малые отверстия (), рисунок 1.70.

2.  Незатопленное отверстие - если истечение происходит в атмосферу, затопленное отверстие - если истечение под уровень жидкости.