- •5. Чем обуславливаются потери напора в трубопроводе?
- •7. Критерий Эйлера, его физический смысл. Общее критериальное уравнение установившегося движения потока.
- •10. Абсолютная и относительная шероховатости. Методы их определения. Влияние шероховатости на величину коэффициента трения.
- •12. Силы, действующие в потоке вязкой жидкости. Причины существования различных режимов движения жидкости.
- •1 3. Ламинарный режим движения жидкости. Эпюра скоростей.
- •1 4. Турбулентный режим движения жидкости. Эпюра скоростей. Структура турбулентного потока. Турбулентный пограничный слой.
- •15. Методы измерения расхода и скорости жидкости в трубопроводе.
- •16. Измерение давления и перепадов давлений в трубопроводах.
10. Абсолютная и относительная шероховатости. Методы их определения. Влияние шероховатости на величину коэффициента трения.
Абсолютной шероховатостью Δ наз. среднюю высоту выступов шероховатости на внутренней поверхности труб.
1) Для новых стальных труб Δ ≈ 0,06 – 0,1 мм.
2) Для бывших в эксплуатации, но не сильно подверженных действию коррозии стальных труб Δ ≈ 0,1 – 0,2 мм.
3) Для старых загрязненных стальных и чугунных труб Δ ≈ 0,5 – 2 мм.
Абсолютная шероховатость труб зависит от средней высоты бугорков, которые располагаются на внутренних стенках магистрали. Здесь имеет значение качество изготовления, условия эксплуатации и материал конструкции. Данный показатель не оказывает влияния на потерю напора, поскольку не связан с поперечными размерами потока.
Относительной шероховатостью наз. отношение абсолютной шероховатости Δ к диаметру трубы d, т.е.
Влияние шероховатости на величину определяется соотношением между средней высотой выступов шероховатости Δ и толщиной вязкого подслоя , движение жидкости в кот. можно считать практически ламинарным. В некоторой начальной области турбулентного движения, когда толщина вязкого подслоя больше высоты выступов шероховатости ( > Δ), жидкость плавно обтекает эти выступы и влиянием шероховатости на величину можно пренебречь. В указанной области турбулентного движения трубы можно рассматривать как гидравлически гладкие и вычислять по уравнению . [Касаткин, стр. 88]
При возрастании Re величина уменьшается. Когда она становится сравнимой с абсолютной шероховатостью ( ≈ ) и меньше ее ( < ), вязкий подслой уже не покрывает выступов шероховатости. В таких условиях коэффициент трения все больше начинает зависеть от шероховатости. При этом величина , а следовательно, и потеря напора на трение возрастают под действием сил инерции, возникающих вследствие дополнительного вихреобразования вокруг выступов шероховатости.
Т.о., с увеличением критерия Рейнольдса зона гладкого трения, в которой зависит лишь от Re, переходит сначала в зону смешанного трения, когда на величину влияют и Re и шероховатость, а затем в автомодельную (по отношению к Re) зону, когда величина практически перестает зависеть от критерия Рейнольдса и определяется лишь шероховатостью стенок труб (рис. II-23).
11. Местные сопротивления. Коэффициент местного сопротивления. Как экспериментально определить его величину?
Местные сопротивления представляют собой короткие участки трубопроводов, на кот. происходят изменения величины и направления скоростей потока, вызванные изменением размеров и формы сечения трубопровода, а также направления его продольной оси.
Потери напора в местных сопротивлениях, как и потери на трение, выражают через скоростной напор. Отношение потери напора в данном местном сопротивлении к скоростному напору называют коэф-ом местного сопротивления и обозн. через . Для различных местных сопротивлений
Коэффициент местного сопротивления - безразмерный показатель, кот. характеризует сопротивление, оказываемое потоку на определенном элементе трубопровода (на сужении, на задвижки, повороте и пр.) Это вызывает потери удельной энергии потока (напора).
Значения коэффициентов местного сопротивления получают экспериментально из формулы: .