1. Как определяют потери напора по длине трубы?

Потери напора по длине трубопровода обусловлены внутренним трением в жидкости и прямо пропорциональны длине трубопровода l и обратно пропорциональны его диаметру d. Тогда в формуле коэффициент А можно представить в виде A= ll/d.

Следовательно, (при h_м = 0), имеем h_д = l(l/d)v²/2g.

Эта формула называется формулой Дарси. Безразмерный коэффициент l, с одной стороны, характеризует вязкость жидкости, а с другой -режим движения жидкости. Чем больше вязкость, тем больше внутренние силы трения и потери. Поэтому зависимость коэффициента трения от числа Re будет обратно пропорциональной. Режим движения жидкости также обусловливает значение потерь напора.

Зависимость потерь напора от скорости движения жидкости

При турбулентном движении жидкости потери будут большими, чем при ламинарном режиме, так как энергия жидкости тратится не только на преодоление сил внутреннего трения, но и на перемешивание жидкости.

2. Как определяют местные потери?

Местные потери напора можно выразить как скоростной напор, соответствующий скорости до препятствия в потоке, так и через ско­ростной напор, подсчитанный по скорости за этим препятствием. Обычно в формулу Вейсбаха подставляют среднюю скорость за пре­пятствием V₂ и в справочниках приводят коэффициент местных сопротивлений (потерь) применительно к этому скоростному напору V₂²/2g. Иногда коэффициенты местных потерь даются для скоростного напо­ра V₁²/2g, где V₁ – средняя скорость до препятствия. Это обстоятельство нужно учитывать при пользовании справочниками. Из уравнения не­разрывности следует, что при постоянном расходе скорости в двух се­чениях относятся обратно пропорционально площадям живых сече­ний. Тогда, если одну и ту же местную потерю напора выразить через средние скорости до препятствия V₁ и после него V₂, то получим:

Отсюда

где s₁ - площадь живого сечения до препятствия; s₂ - площадь живого сечения за препятствием.

Приводимые ниже значения коэффициентов потерь даются при­менительно к скоростному напору за сопротивлением (кроме потерь на внезапное расширение, где даются коэффициенты (ζ'_в.р. и ζ_в._р. , и вы­ход). Отметим, что для большинства местных сопротивлений ζ,_м не за­висит от Re при Re > 5000 - 10000. При меньших Re коэффициент ζ_м увеличивается.

3. Запишите уравнение Бернулли для элементарной вязкой жидкости при установившимся движении

4. Запишите уравнение Бернулли для потока реальной жидкости?

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости

5. Как интерпретируется члены уравнения Бернулли с геометрической и энергетической точки зрения.

Положение любой частицы жидкости относительно некоторой произвольной линии нулевого уровня 0-0 определяется вертикальной координатой Z. Для реальных гидравлических систем это может быть уровень, ниже которого жидкость из данной гидросистемы вытечь не может. Например, уровень пола цеха для станка или уровень подвала дома для домашнего водопровода. Как и в гидростатике, величину Z называют геометрической (нивелирной) высотой.

Второе слагаемое ‑  носит название пьезометрическая высота. Эта величина соответствует высоте, на которую поднимется жидкость в пьезометре. Сумма первых двух членов уравнения  гидростатический напор.

Третье слагаемое уравнения Бернулли  называется скоростной высотой или скоростным напором. Данную величину можно представить как высоту, на которую поднимется жидкость, начавшая двигаться вертикально со скорость v при отсутствии сопротивления движению.

Сумму всех трёх членов (высот) называют гидродинамическим или полным напором и, как уже было сказано, обозначают буквой Н.

Все слагаемые уравнения Бернулли имеют размерность длины и их можно изобразить графически.

Значения  - геометрическую, пьезометрическую и скоростную высоты можно определить для каждого сечения элементарной струйки жидкости. Геометрическое место точек, высоты которых равны , называется пьезометрической линией. Если к этим высотам добавить скоростные высоты, равные , то получится другая линия, которая называется гидродинамической или напорной линией.

Из уравнения Бернулли для струйки невязкой жидкости (и графика) следует, что гидродинамический напор по длине струйки постоянен.