28. Местные и линейные гидравлические сопротивления

В уравнении Бернулли

членом h_1-2 учитываются потери напора на преодоление сопротивлений жидкости. Эти сопротивления могут быть двух видов: линейные и местные.

Линейные сопротивления связаны с протяженностью потока жидкости и обусловлены трением частиц одна о другую и стенки канала (трубопровода). Эту составляющую потерь напора обозначим h_Л. На него оказывает влияние режим течения жидкости (ламинарный, турбулентный, Степень развития турбулентности).

Местные сопротивления вызываются различными препятствиями на пути движения потока в виде задвижек, вентилей , поворотов, сужений и расширений сечения и т.п .Эти препятствия вызывают изменение направления или величины скорости потока жидкости и приводят к возникновению местных потерь напора, которые обозначим h_м.

Тогда полную потерю нaпора при течении жидкости между двумя сечениями можно представить в виде

h_1-2 = h_Л + hм

Расчет потерь напора обоих видов является одной из важных задач при проектировании и анализе работы гидравлических систем.

29.Измерение скоростей и расходов жидкости.

Р асходомер Вентури.

Разность уровней жидкости в пьезометрич трубках характ-т разность давлений в этих сечениях. , ,

-уравнение постоянства расхода. Искомый расход жидкости , не учитывается неравномерность распределения скоростей, потерь напора м/у рассматр сечения, след-но, вводят поправочн коэфф , <1

Диафрагма

, h-потеря напора м/у двумя сечениями, ξ_g-коэфф сопр-я дифарагмы. , вводим коэф расхода для диафр. α_g.

Ротаметр

, F_Щ-площадь щели между поплавком и стенкой, V_П-объем поплавка, F_П-площадь …. сечения поплавка, ρ_П, ρ-плотность материала поплавка и жидкости.

29(2) Трубка Пито-Прандтля

, нужны поправочн коэф, учитывающие искажение потока и потеря напора в самой трубке.

Чтобы характеризовать движение потока жидкости вводят понятие о площади живого сечения потока, под которой понимают площадь сечения потока, проведенную перпендикулярно к направлению линий тока.

Поток жидкости может двигаться внутри канала, ограниченного твердыми стенками, заполняя все его сечение или только часть (живое сечение меньше сечения канала). В первом случае мы имеем дело с так называемым напорным движением жидкости, во втором - с безнапорным. При безнапорном движении жидкости возникает граница раздела между движущейся жидкостью и пространством над ней.

Часть периметра живого сечения, соприкасающаяся с движущимся потоком, называется смоченным периметром.

Для характеристики размера живого сечения вводят понятие о гuдравлическом радиусе (диаметре). Под гидравлическим (эквивалентным) радиусом r_гидр понимают отношение площади живого сечения F к смоченному периметру П .

r_гидр =F/П

Соответственно гидравлический (эквивалентный) диаметр

d_гидр =4F/П

Для круглого трубопровода d_гидр= d,

Введенные понятия гидравлических радиуса и диаметра позволяют использовать

уравнения гидравлики для трубопроводов (каналов), имеющих некруглую форму

поперечного сечения.

Р асходом называется количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в

единицу времени. Расход может быть выражен в массовых (m) или объемных единицах

(Q). Массовый и объемны расходы связаны соотношением ..

где. р плотность жидкости. Размерности расходов: объемного

массового [m] =[М]/ [T]

Если расход ж-ти через поперечное сечение ΔF элементарной

струйки составляет ΔQ то средняя скорость жидкости в данном сечении W равна

W= ΔQ/ ΔF

При ΔF --> О получим истинную скорость в данной точке поперечного сечения.

Для потока, представляющего собой множество элементарных струек, общий расход Q

можно выразить как сумму расходов элементарных струек, составляющих поток жидкости,

т.е ..

Средняя скорость потока Wсp при которой обеспечивается заданный расход жидкости Q

через поперечное сечение потока

Q=w_сpF