19. Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.

3.3. Уравнение Бернулли для реальной жидкости

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости несколько отличается от уравнения

Дело в том, что при движении реальной вязкой жидкости возникают силы трения, на преодоление которых жидкость затрачивает энергию. В результате полная удельная энергия жидкости в сечении 1-1 будет больше полной удельной энергии в сечении 2-2 на величину потерянной энергии (рис.3.6).

Уравнение Бернулли для реальной жидкости будет иметь вид:

20. Влияние неравномерности распределения скоростей по плоскому живому сечению на величину количества движения и величину кинетической энергии.

21. Уравнение Бернулли для целого тока реальной (вязкой) жидкости, при установившемся движении.

См19

22. Напорная и пьезометрическая линии. Общие указания о форме напорной и пьезометрической линий.

Напорная линия.

1. Пьезометрическая линия показывает величину суммарной кинетической и потенциальной энергии жидкости в виде высоты столба жидкости. В связи с этим, начальная и конечная точки будут определяться состоянием жидкости в 1-м и 2-м резервуарах.

2. Энергия не будет появляться ниоткуда (см. закон сохранения энергии), в связи с чем полный напор (полная энергия жидкости) может только понижаться.

3. Если жидкость идеальная (вязкость равна нулю), напор изменяться не будет, т.к. сил трения нет, нет и потерь.

4. Чем больше скорость, тем больше силы трения, а значит и больше потери напора.

Пьезометрическая линия.

1. Пьезометрическая линия показывает величину потенциальной энергии в виде эквивалентного столба жидкости.

2. Пьезометрическая линия будет проходить ниже напорной линии на величину скоростного напора.

3. Чем больше скорость, тем больше расстояние между ними (падение давления больше). Это свойство часто используют в технике для получения низких давлений (диффузор карбюратора, эжекторы, элеваторные узлы в системах отопления, струйные насосы – в этих устройствах используются высоконапорные потоки для получения вакуума).

23. Два режима движения реальной жидкости.

Режим движения жидкости (газа) бывает ламинарным и турбулентным.

При ламинарном режиме течение устойчивое, а струйки потока движутся, не смешиваясь, плавно обтекая встречающиеся на их пути препятствия. Турбулентный режим характеризуется беспорядочным перемещением конечных масс жидкости (газа), сильно перемешивающихся между собой. Режим движения жидкости (газа) зависит от соотношения сил инерции и сил вязкости (внутреннего трения) в потоке, которое выражается критерием (числом) Рейнольдса:

Re = ρwDг/η = wDг/ν

Для каждой конкретной установки существует некоторый диапазон «критических» значений числа Re, при которых происходит переход от одного режима к другому (переходная область). Нижний предел критического числа Re для трубы круглого сечения составляет около 2300. Верхний предел числа Re зависит от условий входа в трубу, состояния поверхности стенок и т. д.

При движении реальной (вязкой) жидкости (газа) слой, непосредственно прилегающий к твердой поверхности, прилипает к ней. Вблизи твердой поверхности устанавливается переменная по сечению скорость, возрастающая от нуля на этой поверхности до скорости w невозмущенного потока. Эту область переменной по сечению скорости называют пограничным или пристеночным слоем. При движении потока в прямых трубах (каналах) различают начальный участок течения и участок стабилизированного течения. Начальный участок—участок трубы, в котором равномерный профиль скорости, соответствующий сечению на входе через плавный коллектор, постепенно переходит в нормальный профиль стабилизированного течения. При ламинарном режиме стабилизированный профиль скорости устанавливается по параболическому закону, а при турбулентном режиме—приближенно по логарифмическому или степенному закону.