2. Режимы движения жидкости. Гидравлические сопротивления

Режимы движения реальной жидкости. Общие сведения о гидравличе-ских сопротивлениях. Основное уравнение установившегося равномерного движения жидкости. Распределение скоростей по сечению и потери напора при ламинарном движении жидкости. Распределение скоростей по сечению и потери напора при турбулентном движении жидкости. Исследования И. Ни-курадзе. Обобщенные формулы для коэффициента гидравлического трения. Безнапорное движение жидкости. Формула Шези. Местные потери напора. Потери напора в различных типах местных сопротивлениях.

Методические указания

Существуют два режима течения реальной жидкости: ламинарный и турбулентный, которые при определенных условиях могут переходить один в другой.

При движении жидкости часть напора расходуется на преодоление раз-личных сопротивлений. Потери напора при движении жидкости вызываются сопротивлениями двух видов: сопротивлениями по длине, определяемыми силами трения, и местными сопротивлениями, обусловленными изменениями

скорости потока по направлению и величине. Силы трения очень сильно за-висят от режима течения жидкости. Поэтому важно разобраться в особенно-стях режимов течения. Особое внимание следует уделить турбулентному ре-жиму, его механизму и связанным с ним понятиям пульсаций, осредненной скорости, ламинарному и пограничному слоям, гидравлически гладким и ше-роховатым поверхностям. Важное место в рассматриваемом разделе занима-ет основное уравнение равномерного движения.

Библиографический список: [1, с. 148-224]; [2, с. 40-52]; [3, с. 124-194].

Вопросы для самопроверки

1. Охарактеризовать ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости, их особенности. Какой универсальный критерий характеризует режимы движения жидкости?

2. Что такое местные потери энергии и потери энергии по длине пото-ка? Одинакова ли физическая сущность явления в этих случаях?

3. От каких факторов зависят коэффициенты гидравлического трения и местных сопротивлений?

5. Движение жидкостей и газов в напорных трубопроводах

Основные расчетные формулы и зависимости. Простой трубопровод и основные задачи по его расчету. Последовательное и параллельное соедине-ние труб. Расчет сложных трубопроводов. Особенности расчета коротких труб. Гидравлический удар в трубопроводах. Формула Жуковского Н.Е. Гид-равлический (аэродинамический) расчет трубопроводов для газов.

Методические указания

На сведениях, излагаемых в этом разделе, основывается гидравличес-кий расчет трубопроводов различного назначения: водопроводных труб, воз-духоводов, трубопроводов газоснабжения и др. Необходимо рассмотреть движение жидкости в простых и сложных трубопроводах. Основными фор-мулами для расчетов служат уравнение Бернулли, уравнение неразрывности, и формула Дарси-Вейсбаха.

Гидравлический расчет трубопроводов сводится, в основном, к реше-нию задач трех типов. К первому типу относятся задачи определения необ-ходимого напора при заданных геометрических размерах трубопровода и за-данном расходе, ко второму – задачи нахождения расхода при заданных на-поре и геометрических размерах трубопровода. В последнем типе задач при заданных значениях расхода, напора и трассировке трубопроводов необхо-димо определить диаметр труб. Эти задачи являются важнейшими при расче-те систем водоснабжения и водоотведения.

По сравнению с движением жидкостей движение газов характеризуется некоторыми особенностями, обусловленными, главным образом, их сжимае-мостью. При гидравлическом расчете трубопроводов для газов следует раз-личать два случая: движение при малых и больших перепадах давления.

Библиографический список: [1, с. 268-295]; [2, с. 52-70]; [3, с. 210-241].

Вопросы для самопроверки

1. Приведите классификацию трубопроводов.

2. Сформулируйте основные задачи при расчете трубопроводов.

3. Приведите основные формулы для расчета трубопроводов.

4. В чем отличие гидравлического расчета трубопроводов, транспор-тирующих жидкости от гидравлического расчета газопроводов?