29. Гидравлический 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.

30. Дать определение и пояснить, что называется малым отверстием, тонкой и толстой стенкой.

Малое отверстие – если размер по высоте не превышает 0,1 напора действующего на него.

Малым отверстием называется отверстие вертикальный размер, которого менее одной десятой величины напора перед отверстием.

Тонкая стенка - отверстие, когда толщина стенки не влияет на форму струи и условия истечения жидкости.

Толстая стенка – движение жидкости проходит как по короткой трубке.

31. Что называется коэффициентом сжатия при истечении жидкости из отверстия в тонкой стенке (написать формулу).

Коэффициент сжатия – отношение площади сжатой струи к площади отверстия.

где S_с и S_о - площади поперечного сечения струи и отверстия соответственно; d_с и d_о - диаметры струи и отверстия соответственно.

32. Определение скорости жидкости при истечении через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре.

33. Определение расхода при истечении жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре.

34. Что называется насадком, типы насадков, применение насадков.

Насадком называется короткая труба, присоединенная к отверстию в тонкой стенке.

Насадки: цилиндрические(а,б), внешние(а), внутренние(б), сходящиеся(в), расходящиеся(г), конические(в, г), коноидальные(д).

Цилиндрические применяются для выпуска жидкости из резервуаров.

Конические сходящиеся – для получения больших скоростей, увеличения силы и дальности полета.

Конические расходящиеся – для замедления течения жидкости, распыления.

Коноидальные – применяются в точных приборах.

35. Назначение и классификация трубопроводов. Соединение трубопроводов.

Назначение трубопроводов – транспортирование нефти, продуктов переработки газа, воды и др. жидких и твердых тел.

Классификация:

1. По роду перекачиваемой жидкости (водопровод, нефтепровод…)

2. По назначению (магистральные, складские)

3. По диаметру (100, 200, 500 мм)

4. по конфигурации

5. По материалу труб (стальные, алюминиевые)

6. напорные и безнапорные.

Соединения:

параллельные

разветвленные

кольцевые

36. Уравнение гидравлической характеристики трубопроводов.

Гидравлическая характеристика – графическая зависимость напора, необходимого для перемещения жидкости трубопровода от заданного расхода.

37. Методика построения гидравлической характеристики простого трубопровода.

Методика:

1. Находим характеристический коэффициент С:

2. Записываем уравнение в общем виде

3. Произвольно задается Q

4. Производим расчет ΔH

5. Назначим оси координат, масштаб, наложим точки, соединим

38. Принцип построения гидравлических характеристик сложных трубопроводов.

39. Физическая сущность гидравлического удара в цилиндрических трубах.

Гидравлический удар – повышение или понижение гидравлического давления в напорном трубопроводе, вызванное изменением во времени в некотором сечении трубопровода величины и скорости движения жидкости.

При течении жидкости по трубе длиной L одинакового диаметра присоединенной к напорному резервуару, при быстром перекрытии этого сечения вся движущаяся масса жидкости должна внезапно остановиться. В результате такого резкого изменения скорости кинетическая энергия этой массы преобразуется в энергию давления по уравнению Бернулли. Это давление на каком-то участке трубы может достичь значительных величин.

Остановка жидкости происходит от слоя к слою, трубы деформируются. Жидкость идет до резервуара в виде волны, со скоростью С – скорость ударной волны. Если не учитывать изменение диаметра трубы и упругость жидкости – жесткий гидравлический удар, если учитывать –упругий.