15.Пьзометрическое и напорная линии. Пьзометрический и гидровлический уклон
Гидравли́ческий укло́н — это величина, характеризующая собой потерю напора на единицу длины русла.
При постоянной скорости течения и одинаковой высоте русла (то есть, при горизонтальном русле) гидравлический уклон может быть определён по формуле:
где
—
напор
потока жидкости в начале участка русла;
—
напор
потока жидкости в конце участка русла;
—
длина
участка русла.
Для ламинарного течения жидкости в трубах круглого сечения гидравлический уклон может быть определён по формуле:
где
—
коэффициент
потерь на трение по длине;
—
расход
жидкости;
—
диаметр
трубы.
Для наклонных русел гидравлический уклон численно равен тангенсу угла, чуть меньшего, чем угол наклона русла.
Гидравлический уклон играет важную роль при расчёте трубопроводов, канализационных труб, каналов и др.
Пьезометрическим уклоном называется падение удельной потенциальной энергии потока, отнесенное к единице его длины: т)
Таким образом, гидравлический уклон является следствием потерь энергии в потоке.
Пьезометрический уклон — результат изменения пьезометрического напора в различных сечениях потока.
6) Для уклонов , Я.
Обратимся к более подробному анализу понятий о гидравлическом и пьезометрическом уклонах.
Как уже указывалось, гидравлическим уклоном- называется падение напора на единице длины потока, а потому средний гидравлический уклон на участке между двумя сечениями / — / и // — // может быть определен следующим образом: cp где / — расстояние между сечениями /—/ и II—//.
Наконец, гидравлический уклон, соответствующий бесконечно малой,длине dl (так называемый гидравлический уклон в точке), может быть выражен такой зависимостью: _2 р_ dh' -^ -___.
Пьезометрическим уклоном называется падение потенциальной энергии на единице длины.
Поэтому средний пьезометрический уклон между двумя сечениями / — / и // — // равен и пьезометрический уклон в точке
16.Потери энергии в потоке вязкой жидкоти
Причина появления в реальных жидкостях потерь энергии – это свойство этих жидкостей оказывать сопротивление касательным усилиям придвижении. Сопротивления могут быть обусловлены вязкостными или инерционными силами. Вязкостные силы зависят от внутреннего трения между частицами жидкости, а инерционные – от способности частиц жидкости оказывать сопротивление изменению своего движения.
В связи с этим различают потери энергии двух видов – по длине hl и местные hM.
Потери по длине hl проявляются равномерно по длине потока и пропорциональны ей. Они возникают при движении жидкости в трубах и открытых руслах.
Местные потери hM образуются в результате изменения скоростной структуры потока на участке движения. Они обычно обусловлены резким изменением конфигурации потока (поворот, расширение, сужение, кран, задвижка и т.п.)
В общем случае имеют место оба вида потерь – по длине и местные, значение которых суммируют
hЈ = Ј hl + Ј hM ,
где Ј hl – сумма потерь по длине разных участков трубы, Ј hM – сумма всех местных потерь.
Возникновение гидравлических сопротивлений при движении вязкой жидкости связано с работой сил трения внутри жидкости. Общие законы внутреннего трения в жидких телах были впервые сформулированы И.Ньютоном в 1686 г. Было установлено, что сила внутреннего трения имеет следующие свойства: прямо пропорциональна относительной скорости перемещения слоев жидкости, т.е. градиенту скорости dU/dn; прямо пропорциональна площади поверхности соприкасания этих слоев Й; зависит от свойств или рода жидкости, т.е. динамической вязкости ј.