Визначення втрат напору втрат (втрат тиску) на гідравлічних опорах тертя.

Тема: Гідравлічні опори.

План.

1.Класифікація гідравлічних опорів.

2.Визначення втрат напору (втрат тиску) на гідравлічних опорах тертя.

3.Визначення втрат напору (втрат тиску) на гідравлічних місцевих опорах.

4.Додавання втрат напору.

5.Приведена (еквівалентна) довжина місцевого опору.

6.Опори тертя при русі газів.

7.Місцеві опори при русі газів.

Рекомендована література:

1. Жабо В.В., Уваров В.В. Гидравлика и насосы: Учебник для техникумов. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 328 с., § 3.4 ÷ 3.7 стор.53 ÷ 72.

2. Кострюков В.А. Основы гидравлики и аэродинамики. Под ред. С.В. Каплинского. Учебник для техникумов. М., «Высш. школа», 1975. § 23, § 30 ÷ 35, § 60 ÷ 61.

3. Б.М. Завойко, Н.П. Лещій. Технічна механіка рідин і газів: основні теоретичні положення та задачі. Навчальний посібник для студентів інженерно-технічних спеціальностей. – Львів: " Новий Світ- 2000".-160 іл. -119 с. § 5.1 ÷ 5.3 стор. 42 ÷ 54.

Класифікація гідравлічних опорів.

При русі по трубопроводах рідина долає два види гідравлічних опорів:

1) гідравлічний опір тертя;

2) гідравлічний місцевий опір;

Гідравлічний опір тертя виникає на прямих ділянках труб постійного діаметра(перерізу), внаслідок в’язкості ітертя. Гідравлічний опір тертя ще називають лінійний гідравлічний опір або гідравлічний опір за довжиною трубопроводу.

Гідравлічний місцевий опір виникає на елементах трубопроводів, внаслідок зміни швидкості і напрямку потоку рідини.

Гідравлічні опори приводять до втрат напору (до втрат тиску) в потоці рідини.

Визначення втрат напору втрат (втрат тиску) на гідравлічних опорах тертя.

Втрати напору на гідравлічних опорах тертя визначаються по формулі Дарсі-Вейсбаха:

, м вод.ст. або .

Втрати тиску на гідравлічних опорах тертя визначаються:

, Па.

l—довжина трубопроводу;

d—діаметр;

υ —середня лінійна швидкість;

λ —коефіцієнт гідравлічного опору тертя, залежить від режиму руху рідини.

В ламінарному режимі коефіцієнт λ залежить тільки від числа Рейнольдса і визначається по формулі Пуазейля:

λ = .

В турбулентному режимі коефіцієнт λ залежить від зони (області), яка спостерігається в потоці рідини.

В зоні (області) гідравлічно гладких труб λ залежить від числа Рейносльдса Re.

В перехідній зоні (області) λ залежить від Re і еквівалентної шорсткості ke.

В зоні (області) квадратичного закону (опору) λ залежить тільки від ke.

Методи визначення λ в турбулентному режимі:

1)по узагальнюючих формулах; (Л1. стр.57)

2)по номограмі Г.Муріна; (Л1.стр.55)

3) експериментально.

Узагальнюючі формули для визначення λ в турбулентному режимі:

Формула Плаузеля: - для області гідравлічно гладких труб;

Формула Прандтля: - дійсна для гідравлічно гладких труб, яка відповідає малим числам Рейнольдса;

Формула Кольбрука: - дійсна для всіх областей потоку;

Формула Нікурадзе: - для області квадратичного опору, яка відповідає великим числам Рейнольдса;

Формула Альтшуля: - для розрахунку трубопроводів різного призначення в перехідній області;

Формула Блазіуса: - для області гідравлічно гладких труб;

Формула Шифінсона: - для турбулентного режиму в трубах з розвинутою шорсткістю (квадратичний закон опору).

Номограма Муріна - це графіки залежності коефіцієнта гідравлічного опору тертя λ від числа Рейнольдса Re для різних значень .

Для визначення коефіцієнта λ по номограмі Муріна необхідно знати Re, ke, d.

Приклад визначення λ по номограмі Г. Муріна.

Задано: d=280 мм.

Re=500000.

Трубопровід стальний новий.

Порядок визначення λ по номограмі Г. Муріна:

1)Приводимо Re до відповідності з номограмою Муріна.

Re=500000=5·

2)Визначаємо ke з таблиці 3.1.

ke=0, 02÷ 0, 1 мм, вибираємо ke=0, 1 мм.

3)Визначаємо відношення

4)Визначаємо коефіцієнт λ: λ =0, 016

Значення еквівалентної шорсткості для труб з різних матеріалів (таблиця 3.1).

Також коефіцієнт λ можна визначити експериментально, як різницю показів п’єзометрів (манометрів) на початку і в кінці гідравлічного опору.