34.Сопротивление трения по длине.

Потери напора по длине прямой цилиндр трубы опред-тпо ф-ле Дарси-Вейсбаха: h_тр=λ , где l, d – длина и внутр-й диаметр трубы, λ – коэффициент сопротивления трения (коэф-т Дарси). Комплекс λ показывает какую часть от скоростного напора составляет потери напора на преодоление сопротивления по длине. Коэф-т Дарси в общем случае явл-ся функцией от шероховатости внутр-й поверх-ти трубы, ее диаметра, вязкости ж и средней скорости. Λ=λ(Δ,d,υ,V_ср)=λ( ,Re), Δ – шероховатость, высота неровности, - относит-ая шероховатость. Коэффициент Дарси существенным образом зависит от режима движ-я ж. 1.При ламинарном режиме коф-т Дарси опред-ся по ф-ле Пуазейля : λ= 2.При турбулентном режиме коэф-т Дарси опред-ся по ф-ле Альтшуля: λ=0,11( + )^0,25.

В трубах и каналах технических устройств преобладает ткрбулентное движение. Потери напора при турбул-ом движ-ии существенно превышают потери напора при ламинарном движ-ии.

35.Местные гидравлические сопротивления.

Потери напора на местных гидравлических сопротивлениях опред-ся по ф-ле Вейзбаха. H_{м –} потери напора на мест сопр-ях. H_м=ζ , где Ζ(дзета) безразмерный коэффициент- коэф-т местного сопротив-я. Vср- средняя скорость жидкости в сечении за местным сопротивлением. Коэф-т дзета показывает какую часть от скоростного напора составляют потери напора на местном сопротив-ии. В общем случае дзета зависит от числа Рейнольжса, конфигурации местного сопротив-я и режимов движ-я. 1.При турбул-ом режиме дзета не зависит от числа Рейнолдса, опред-ся толкь формой местного сопротив-я, численне знач-е можно найти в справочниках. 2.При ламинар-ом режиме: ζ= +ζ_кв, где С – постоянная, зависящая от формы местного сопротив-я, ζ_кв – коэф-ент местного сопротив-я в квадратичной зоне турбулентного режима. Величина С и ζ_кв можно найти в справочниках.

38.Последовательное соединение простых трубопроводов.

Изобразим: можно рассм-ть 2, 3 и более труб-ов. Мы рассм-м 2. Рис. Расход ж через послед-е соед-ие = расходу через 1-ый и 2-ой трубопровод: Q=Q₁=Q_2, h_c=h₁+h₂ (2).

Эти уравнения определяют правила построения характерстики последовательного соединения простых труб-ов: необходимо сложить потери напора на каждом из них при одинаковых расходах. Другими словами: необходимо сложить харак-ки простых трубопров-в по оси h. Рис.

Найдем гидравлич-е сопротивление последовательно включенных труб-ов. Для этого воспольз-ся 2-м уравнениям системы (2). R_cQ²=R₁Q₁²+R₂Q₂², но т.к Q=Q₁=Q₂, то R_c=R₁+R₂. Гидравлическое сопротив-е послед-но соединенных простых труб-ов = сумме гидравлич-их сопротивлений каждого из них. Для m послед-но соед-х простых труб-ов: R_c=∑_i=1^mR_i.

47.Истечение ж через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре. рис.

Отметим следующее: 1.В баке поддержив-ся постоянный уровень z₁=const, 2.Ж вытекает через малое отверстие в воздушную среду в виде свободной струи, 3.При истечении происходит преобразование потенц-ой энергии в кинет-ю энергию.

Малое отверстие в тонкой стенке может иметь одну из след форм. Цилиндрическое и коническое. Рис.

Малое отверстие – это отверстие по площади к-ого давления практически не мен-ся d₀<0,1z₁. Тонкая стенка – такая стенка, когда в форировании среды участвует только внутренняя кромк отверстия δ<0,2d₀.

Условие истечения через эти отверстия одинаковы: частицы жид-ти приближаются к отверстию из всего прилегающего объема ускоренно, по криволинейным траекториям. Струя открыв-ся от стенки на внутр острой кромке отверстия и сжимается за счет сил инерции. На расст-ии примерно равным диаметру отверстия струя принимает цилиндрич-ю форму и далее ее диаметр практически не измен-ся.

Если струя получает сжатие по всему периметру отверстия, то такое сжатие наз-ся полным, в противном случае наз-ся неполным. Полное сжатие счит-ся совершенным, если отверстие располаг-ся совершенным, если отверстие располаг-ся на значит-ом от смежных боковых стенок, свободной поверхности и дна сосуда так, что они не оказыв-т влияние на сжатие стуи. Иначе сжатие наз-ся несовершенным.

Мы рассм полное соверш-е сжатие струи. Для этого вводят коэф-т сжатие трубы ε. ε= =( )² (1) (ε<1) всегда. Задача об истечении сводится к определению скорости и расхода.

А) скорость истечения. Для сеч 1-1, 2-2 запишем ур-е :

ζ , ζ+α) , = ζ+α) – расчетный напор или напор истечения. Выразим V_ср=φ

ф= - коэффициент скорости, к-й учитывает неравномерность распред-я местных скоростей по сечению трубы и местные сопротив-я отверстию, ф<1.

Б) Расход ж через отверстие. Искомый расход раен произвед-ю скорости истечения ж на фактическую площадь струи (сжатой струи)

Q=V_срS_c=ф εS₀=µ S_0, µ=фε – коэф-т расхода, учитывающий сжатие струи, неравномерность распред-я местных скоростей по сеч-ю трубы и местное сопртив-е отверстию.

Коэф-т сжатия ε, скорости ф, и расхода µ зависят от формы отверстия и числа Рейнольдса, опред-ся экспериментальным путем.