загрузка...
 
4 Гидравлические сопротивления 4.1 Общие сведения о гидравлических потерях
Повернутись до змісту

4 Гидравлические сопротивления 4.1 Общие сведения о гидравлических потерях

Движение вязкой жидкости сопровождается потерями        энергии.

Потери удельной энергии (напора), или гидравлические потери, зависят от формы, размеров русла, скорости течения и вязкости жидкости.

В большинстве случаев гидравлические потери  пропорциональны скорости течения жидкости во второй степени или динамическому напору  и определяются из выражения

                                                                                   (4.1)

где  - коэффициент потерь; V-средняя скорость в сечении.

Потери в единицах давления

                                 .    (4.2)

Гидравлические потери энергии обычно разделяют на местные потери и потери на трение по длине

                                  .   (4.3)

Местные потери энергии обусловлены так называемыми  местными гидравлическими сопротивлениями, т.е. местными изменениями формы и размеров русла, вызывающими деформацию потока. При протекании жидкости через местные сопротивления изменяется ее скорость и возникают вихри.

Примером местных сопротивлений может служить задвижка (рис.4.1).

 

Рисунок 4.1 – Местное гидравлическое сопротивление:

а) задвижка

Местные потери напора определяются по формуле Вейсбаха

                                  ,                                              (4.4)

где V-средняя скорость в трубе;-коэффициент местного сопротивления.

Потери на трение по длине -это потери энергии, которые возникают в прямых трубах постоянного сечения и возрастают прямо пропорционально длине трубы (рис.4.2).

Рассматриваемые потери обусловлены внутренним трением жидкости в трубах. Потери напора при трении  определяются по формуле Дарси-Вейсбаха

 ,                                         (4.5)           

где ? – коэффициент гидравлического трения по длине или коэффициент Дарси; l – длина трубопровода; d –его диаметр;     V – средняя скорость течения жидкости.

Рисунок 4.2 – Потери напора по длине трубы

Для  ламинарного режима движения жидкости в круглой трубе коэффициент  определяется по теоретической формуле

                                  ,                                                    (4.6)

где  число Рейнольдса.

При турбулентном режиме коэффициент  зависит  от числа Рейнольдса Re  и относительной шероховатости(-эквивалентная шероховатость) и определяется по эмпирическим формулам.

В области гидравлически гладких труб 4000, т.е. при малых скоростях и числах Рейнольдса, коэффициент Дарси зависит только от числа Рейнольдса, и его определяют по формуле Блазиуса

.                                              (4.7)

В переходной области () на коэффициент Дарси влияют шереховатость и число Рейнольдса. В этой области для вычислений используют формулу Альтшуля

                                  .                                (4.8)

В квадратичной области сопротивления (области гидравлически шероховатых труб) коэффициент  может быть найден по формуле Шифринсона

                                         .                             (4.9)



загрузка...