Ответы к ЛР4
.pdf
Лабораторная работа
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА ПО ДЛИНЕ ТРУБОПРОВОДА» Вопросы к защите лабораторной работы
1. Какие виды потерь напора существуют?
Потери напора по длине потока hl и местные потери напора hm.
2.Дайте определение «потери напора по длине трубопровода», приведите примеры (нарисовать). При каком виде движения жидкости возникают потери напора по длине?
Потери напора по длине представляют собой затраты энергии на преодоление гидравлических сопротивлений, равномерно распределенных по длине потока. Потери напора по длине потока возникают в случае равномерного движения жидкости.
3. Объясните значение и назовите единицы измерения величин,
входящих в формулу Вейсбаха-Дарси: = 2
2
Значение - для определения потерь напора по длине трубопровода. λ – коэффициент гидравлического трения, безразмерный;
l–длина рассматриваемого участка трубопровода, м; d – внутренний диаметр трубы, м;
V – средняя скорость движения потока воды на участке, м/с; g – ускорение свободного падения, м/с2
4. Что |
такое |
шероховатость? |
Нарисуйте |
и |
поясните |
понятия гидравлически гладкой и гидравлически |
|||
шероховатой стенки.
Шероховатость - характеризуется средней высотой неровностей внутри трубы.
Если толщина вязкого пограничного ламинарного слоя 1 > ∆, то турбулентное ядро потока в процессе движения не соприкасается с неровностями стенок трубы. В этом случае коэффициент гидравлического трения не зависит от шероховатости, а стенки труб и сами трубы называются гидравлически гладкими.
Если 2 < ∆, то турбулентное ядро потока соприкасается с неровностями стенок, λ зависит от шероховатости, а трубы называются
гидравлически шероховатыми.
5.Какие области гидравлических сопротивлений вам известны? Перечислите их, покажите зависимость их от числа Рейнольдса.
Область ламинарного режима (Re<Reкр)
Область гидравлически гладких труб (4000 < < 10 d/ э) Область доквадратичного сопротивления (10 d/ э<Re<500 d/ э) Область квадратичного сопротивления (Re>500 d/ э)
6.Как зависит коэффициент гидравлического трения λ от числа Рейнольдса и эквивалентной шероховатости в различных областях гидравлического сопротивления.
При ламинарном режиме коэффициент гидравлического трения λ зависит только от числа Рейнольдса, т. е. определяется скоростью
движения жидкости, внутренним диаметром трубопровода и вязкостью жидкости. λ не зависит от шероховатости стенок трубы.
При гидравлически гладких трубах λ зависит только от числа Рейнольдса и не зависит от скорости потока и параметров самой трубы (диаметр, шероховатость).
В области доквадратичного сопротивления λ зависит как от относительной шероховатости стенок труб э/d, так и от числа Рейнольдса Re.
В области квадратичного сопротивления λ зависит только от характеристик самой трубы – внутреннего диаметра d и шероховатости трубы э, и не зависит от числа Рейнольдса Re и скорости потока V.
7. Поясните |
понятие доквадратичной |
и |
квадратичной |
области сопротивления. |
|
|
|
При 10 /∆э < < 500 /∆э имеем область доквадратичного сопротивления, в которой hl прямо пропорциональна скорости в степени от 1,75 до 2,00. В этой области λ = f (Re, э/d).
При > 500 /∆э имеем область квадратичного сопротивления, в которой hl прямо пропорциональна квадрату скорости. В этой области наблюдается зависимость λ = f (Δэ/d).
8.Как определить потери напора по длине трубопровода опытным путем?
Впрямом напорном трубопроводе потери напора по длине опытным путём можно определить, как разность пьезометрических высот в начале и в конце рассматриваемого участка:
= |
1 |
− |
2 |
|
|
|
|||
|
|
9. Какими способами можно определить коэффициент гидравлического трения?
1) Опытным путём из формулы Вейсбаха-Дарси = 2
2
2)В инженерной практике коэффициент гидравлического трения чаще всего вычисляют по эмпирическим формулам в зависимости от области гидравлического сопротивления.