23) Понятие о гидравлических сопротивлениях, виды потерь напора (местные и по длине).

Потери удельной энергии (напора), (гидравлические потери) зависят от формы, размеров русла, скорости течения и вязкости жидкости, а иногда и от абсолютного давления в ней. Гидравлические потери обычно разделяют на местные потери и потери на трение по длине.

Местные потери энергии обусловлены местными гидравлическими сопротивлениями, т.е. местными изменениями формы и размеры русла, вызывающими деформацию потока. При протекании жидкости через местные сопротивления изменяется её скорость и обычно возникают крупные вихри.

Местные сопротивления напора определяются по формуле следующим образом:

Потери на трение по длине - это потери энергии, которые в чистом виде возникают в прямых трубах постоянного сечения, т.е. при равномерном течении, и возрастают пропорционально длине трубы.

Потерю напора на трение можно выразить по общей формуле для гидравлического потерь, т.е.

24) Общая формула для потерь напора по длине при установившемся равномерном движении жидкости. Коэффициент Дарси.

Как показывают опыты, во многих, но не во всех случаях гидравлические потери приблизительно пропорциональны скорости течения жидкости во второй степени, поэтому в гидравлике принят следующий общий способ выражения гидравлических потерь полного напора в линейных единицах:

, или в единицах давления (1.55)

(1.56)

Такое выражение удобно тем, что включает в себя безразмерный коэффициент пропорциональности , называемый коэффициентом потерь Дарси или коэффициентом сопротивления.

29) Основное уравнение равномерного движения.

гидравлические сопротивления по длине потока hл.

Это основное уравнение равномерного движения жидкости, которое показывает, что напряжение силы трения, отнесенное к единице веса жидкости, равно произведению гидравлического радиуса на гидравлический уклон потока.

26) Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Критическое число Рейнольдса.

Опыты показывают, что возможны два режима или два вида течения жидкостей и газов в трубах: ламинарный и турбулентный.

Ламинарным называется слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсаций скоростей и давления. При таком течении все линии тока определяются формой русла, по которому течёт жидкость. При ламинарном течении жидкости в прямой трубе постоянного течения все линии тока направлены параллельно оси трубы

Турбулентным называется течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости и пульсациями скоростей и давлений. Движение отдельных частиц оказывается подобным хаотическому, беспорядочному движению молекул.

Значение числа Рейнольдса, при котором происходит переход от ламинарного движения к турбулентному, называют критическим числом Рейнольдса и обозначают Re_Kp. Как показывают опыты, для труб круглого сечения . При течение является ламинарным, при - турбулентным.

28) Потери напоры по длине при ламинарном равномерном движении жидкости.

При ламинарном течении потеря напора на трение по длине пропорциональна скорости в первой степени [квадрат скорости в формуле (1.6.6) для ламинарного течения получен искусственно умножением и делением на ], а коэффициент обратно пропорционален Re и, следовательно, скорости . (1.65)

где - коэффициент потерь на трение для ламинарного течения: (1.66)