- •1)Два режима движения жидкости. Опыты Рейнольдса.
- •11) Формула Дарси-Вейсбаха
- •12)Природа коэффициента гидравлического трения λ и основные зависимости для определения его значений
- •25) Вывод формулы Борда (потери напора при внезапном расширении).
- •29)Решение второй задачи расчёта трубопроводов.
- •30)Решение третьей задачи расчёта трубопроводов.
- •35)Истечение жидкости из насадков. Скорость истечения струи
- •36) Расход при истечении реальной жидкости из насадков.
- •37)Гидравлический удар в трубах. Физический механизм появления ударной волны
- •38)Гидравлический удар в трубах. Величина повышения давления при гидравлическом ударе
- •6)Профиль скоростей при ламинарном движении жидкости в круглой трубе.
- •7)Определение максимальной скорости жидкости при движении ламинарного потока в трубе.
- •8)Потери напора при ламинарном режиме движения жидкости (формула Пуазейля)
- •10)Связь между максимальной и средней (расходной) скоростью жидкости при движении потока в трубе.
30)Решение третьей задачи расчёта трубопроводов.
Задача 3-его типа
Дано: |
напор – Н расход – Q вязкость жидкости – длина трубопровода – l шероховатость стенок – |
Найти – d |
Задача решается графически, путем построения зависимости требуемого напора Н от диаметра трубопровода d при заданном расходе Q. Задавая ряд значений d, для каждого из которых определяется величина с учетом области сопротивления, вычисляют соответствующие значения напоров Н по формулам (9.8) или (9.9).
Результаты подсчетов сводятся в график Н = f (d) (рис. 9.6), позволяющий по заданному Н определить d и далее уточнить необходимую величину Н при выборе ближайшего большего стандартного диаметра d.
35)Истечение жидкости из насадков. Скорость истечения струи
Насадками называются присоединенные к отверстию короткие трубки определенной длины. При истечении в газовую среду насадок будет называться незатопленным.
Внешним цилиндрическим насадком (насадком Вентури) называется прямая цилиндрическая трубка длиной , присоединенная под прямым углом с внешней стороны резервуара к отверстию того же диаметра (рис. 10.7).
П ри входе в такую короткую трубку кривизна линий тока (траекторий) значительна, благодаря чему во входной части трубки происходит сжатие потока. Площадь сжатого сечения равна . За сжатым сечением следует расширение потока до заполнения всего поперечного сечения насадка. Между транзитной струей и стенкой насадка образуется кольцевая вихревая водоворотная зона.
Содержащийся в воде воздух и выделившиеся из жидкости пары, зажатые в водоворотной зоне, довольно быстро уносятся транзитным (поступательно движущимся) потоком. В этой зоне понижается давление, создается вакуум. Значение вакуума, как будет показано ниже, зависит от скорости движения жидкости или, в конечном счете, от напора.
Значение вакуума по длине водоворотной зоны изменяется: увеличиваясь от входа, достигает максимума в сжатом сечении, а затем уменьшается до нуля примерно в конце водоворотной зоны.
Если в створе сжатого сечения к насадку присоединить жидкостный вакуумметр (рис. 10.8), то вакуумметрическая высота, определяемая по высоте поднятия жидкости в трубке прибора, будет равна:
В связи с наличием вакуума действующий напор увеличивается на значения вакуума в сжатом сечении. Скорость в сжатом сечении увеличивается по сравнению с истечением через отверстие с острой кромкой. Насадок как бы «подсасывает» жидкость.
В то же время в насадке происходят и дополнительные по сравнению с отверстием с острой кромкой потери напора, связанные с внезапным расширением струи за сжатым сечением. Соотношение влияния «подсасывания» и указанных дополнительных потерь напора на пропускную способность и определяет степень изменения расхода через насадок по сравнению с отверстием.
Запишем уравнение Бернулли, выбрав два сечения: на поверхности жидкости в резервуаре А-А и в струе на выходе из насадка.
Считая на выходе из насадка и пренебрегая скоростным напором в сечении А-A , получим:
,
где – скорость в выходном сечении насадка.
В рассматриваемом случае сопротивления движению жидкости состоят из сопротивлений при сужении, аналогичных сопротивлениям в отверстии с острой кромкой в стенке резервуара и сопротивлений при внезапном расширении струи от площади сжатого сечения до площади на выходе из насадка .
Обозначим коэффициент сопротивлений при истечении через отверстие с острой кромкой через , тогда:
,
при этом целесообразно все коэффициенты сопротивлений отнести к скорости в выходном сечении насадка.
Подсчитаем численные значения коэффициентов сопротивлений при достаточно больших значениях числа Re, когда коэффициент сжатия не зависит от числа Re. Коэффициент , отнесенный к скорости в сжатом сечении , равен 0,06. С учетом , если отнести, как указывалось, к , получим:
.
При внезапном расширении струи в насадке от до , приняв , получим:
.
Коэффициентом сопротивлений при входе в трубку является сумма коэффициентов сопротивлений на сужение и на расширение струи внутри насадка, равная при средних значениях и :
.
Тогда (10.10)