Тема 3.2 Гидравлические сопротивления

Студент должен:

знать: методику определения линейных, местных и суммарных потерь

напора ( давления) при различных режимах движения;

уметь: определять потери напора (давления).

Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Общие уравнения для определения потери напора при равномерном движении. Распределение скоростей при ламинарном и турбулентном режимах по живому сечению потока. Влияние различных факторов на коэффициент λ. График зависимости

λ = f ( ε, Re ). Формула для определения коэффициента λ. Потеря напора в трубах некруглого сечения. Местное сопротивление. Коэффициенты местных сопротивлений. Сложение потерь напора. Возможные способы снижения потерь напора в трубах. Сопротивление при обтекании тел. Движение твердых тел в восходящем потоке жидкости.

Лабораторная работа №5, №6, №7, №8, №9, №10

Практическое занятие №4

Литература: 1, с. 57- 80; 2,с.36-43; 3, с. 83 – 125

Методические указания

В этой теме необходимо разобрать основное уравнение равномерного движения жидкости и формулу Шези. Затем перейти к изучению гидравлических сопротивлений, встречающихся при движении жидкости.

Так как гидравлические сопротивления в значительной мере зависят от режима движения жидкости, то изучение их целесообразно начать с ознакомления с ламинарным и турбулентным режимами движения.

Нужно отчетливо представлять себе физический смысл числа Рейнольдса, знать критерии числа Рейнольдса - Rе, который дает возможность практически установить переход ламинарного режима в турбулентный, разбираться в зависимостях между потерей напора и средней скоростью течения жидкости при ламинарном и турбулентном режимах. Останавливаясь на вопросе определения численной величины потерь по длине при турбулентном режиме движения жидкости, очень важно понять деление сопротивлений на области (зоны) – гладкостенную, шероховатую (доквадратичную) или переходную и вполне шероховатую ( квадратичную).

Здесь необходимо не только установить границы каждой из них, но и уяснить принцип построения формул для определения коэффициента трения по каждой зоне сопротивления.

При изучении потерь напора на преодоление местных сопротивлений следует знать причины, вызывающие местные потери напора и усвоить общую зависимость для этих потерь.

Необходимо ознакомиться с определением общего потерянного напора в трубах и коэффициента сопротивления системы.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите виды гидравлических сопротивлений, возникающих при движении жидкости.

2. В чем состоит основное отличие турбулентного течения от ламинарного?

3. Назовите известные вам из практики примеры ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости?

4. Что такое число Рейнольдса? Напишите аналитическое выражение для определения числа Rе для потока в трубе круглого сечения?

5. Что такое относительная и абсолютная шероховатость?

6. Как определить потерю напора при ламинарном режиме в трубах?

7. От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном режиме и по каким формулам можно его найти?

8. Какие вам известны зоны (области) сопротивлений при турбулентном режиме движения жидкости?

9. Напишите формулу Шези и объясните все входящие в нее величины.

10. Какие сопротивления называются местными? По каким формулам можно найти их величину?