- •7. Режими руху рідини. Критична швидкість і витрата, гідравлічний радіус.
- •8. Розподіл швидкості і дотичних напружень в перерізі потоку при ламінарному режимі руху.
- •9. Середня і максимальна швидкість рідини при ламінарному режимі
- •11.Турбулентний режим руху рідини(загальна характеристика).
- •12. Гідравлічні втрати напору( загальні поняття). Еквівалентна довжина.
- •13) Визначення втрат напору по довжині трубопроводу. Гідравлічний нахил
- •14. Визначення втрат напору на місцевих опорах. Втрати напору при раптовому розширенні.
- •17.Визначення витрати рідини в трубопроводі при заданих необхідному напорі і його діаметрі
- •21.Витікання рідини через великий отвір в тонкій стінці при постійному напорі
- •22. Витікання рідини через отвори і насадки під рівень при постійному напорі
- •26. Визначення швидкості розповсюдження ударної хвилі при гідравлічному ударі.
- •27.Використання явища гідравлічного удару в гідравлічному тарані.
- •28.Основи гідравлічної теорії змащення
- •2.Диференціальне рівняння неперервності
9. Середня і максимальна швидкість рідини при ламінарному режимі
Ламінарна течія є шаровою течією без перемішування рідин. Теорія ламінарної течії рідини ґрунтується на законі тертя Ньютона. Це тертя між шарами рідини, що рухається, є єдиним джерелом втрат енергії в даному випадку. Розглянемо усталену ламінарну течію рідини в прямій круглій циліндричній трубі з внутрішнім діаметром d=2r0. Допустимо,що труба розміщена горизонтально. При цьому виключається вплив сили тяжіння. Достатньо далеко від входу в трубу. Де потік повністю вже сформований, виділимо відрізок довжиною L між перерізами 1-1 і 2-2. Нехай в перерізі 1-1 тиск рівний p1, а в перерізі 2-2 –p2. Так як діаметр постійний по всій довжині труби, швидкість буде постійною. Максимальна швидкість є в центрі перерізі (при r=0) . Середню по перерізу швидкість знайдемо,поділивши витрати на площу. Врахувавши, що , одержимо . Порівняння цього виразу з формулою максимальної швидкості показує, що середня швидкість при ламінарній течії в 2 рази менша ніж максимальна 10. Гідравлічні втрати напору при ламінарному режимі руху(виведення).
Розглянемо усталену ламінарну течію рідини в прямій круглій циліндричній трубі з внутрішнім діаметром d=2r0. Допустимо,що труба розміщена горизонтально. При цьому виключається вплив сили тяжіння. Достатньо далеко від входу в трубу. Де потік повністю вже сформований, виділимо відрізок довжиною L між перерізами 1-1 і 2-2. Нехай в перерізі 1-1 тиск рівний p1, а в перерізі 2-2 –p2. Так як діаметр постійний по всій довжині труби, швидкість буде постійною, а коефіцієнт буде однаковий вздовж потоку внаслідок його стабільності. Втрати напору на тертя по довжині : . Для одержання залежності втрат напору hтер на тертя від втрати і розмірів труби визначимо з формули . Розділивши цей вираз на , замінивши на і на , а також перейшовши від до , знайдемо , . Одержаний закон опору показує , що при ламінарній течії в трубі круглого перерізу втрата напору на тертя пропорціональна витраті, довжині і в’язкості рідини в першій степені і обернено пропорційна діаметру в четвертій степені. Доведемо справедливість формули Дарсі . Для цього в формулі замінимо витрату добутком . Помноживши і розділивши її на і перегрупувавши множники, після скорочення одержимо . Оскільки і якщо прийняти, що , то маємо формулу , де - коефіцієнт гідравлічного опору для ламінарної течії.
11.Турбулентний режим руху рідини(загальна характеристика).
Існують 2 режими руху рідини: ламінарний і турбулентний. В турбулентному потоці частинки рідини рухаються хаотично, постійно переміщуючись, і в кожній точці такого потоку зі зміною часу частинки мають різну просторову орієнтацію, при цьому виникають миттєві зміни величин і напрямків швидкостей руху окремих частинок, що називаються пульсацією швидкості. Перехід від ламінарного до турбулентного режиму течії будь-яких рідин здійснюється при досягненні безрозмірного комплексу величини середнього його значення К=2320.
Цей комплекс називають критичним числом Рейнольдса Reкр.
Якщо Re<Reкр – течія ламінарна, якщо Re>Reкр – течія турбулентна.
При турбулентному режимі розрізняють 3 зони тертя:
Зона гідравлічно гладких труб або зона гладкостінного тертя (2320<Re<Re1), коефіцієнт гідравлічного опору λ не залежить від Re. Для цієї зони
Зона змішаного тертя або перехідна зона (Re1< Re< ReII). Для цієї зони коеф. Гідравлічного опору визначається за формулою Альтшуля
Зона квадратичного опору ( Re>ReII). Тут коеф. Гідравлічного опору визначається за формулою Шифрінсона .