
- •Введение
- •Определение мжг(Механика жидкости и газа )(гидравлики) как науки и связь ее с другими дисциплинами.
- •Основные физические свойства жидкостей ( плотность ,удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, модуль упругости жидкости).
- •Внутреннее трение в жидкости. Вязкость жидкости. Влияние температуры и давления на вязкость жидкостей. Единицы измерения вязкости.
- •Гидростатика
- •Силы, действующие на жидкость. Модель идеальной жидкости.
- •Давление в жидкости, единицы давления. Свойства гидростатического давления.
- •Свойства гидростатического давления.
- •Основное уравнение гидростатики ( вывод).
- •Закон Паскаля и его практические приложения.
- •Абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление. Приборы для их измерения. Давление абсолютное, избыточное, вакуум
- •Приборы для измерения давления
- •Сила давления жидкости на плоские поверхности . Центр давления.
- •Центр давления
- •Сила давления жидкости на криволинейные стенки.
- •Закон Архимеда.
- •Основы гидродинамики
- •Виды движения жидкости: установившееся, неустановившееся ,равномерно и неравномерное, напорное и безнапорное, плавноизменяющееся движение жидкости.
- •Плавноизменяющееся движение
- •Траектория, линия тока, элементарная струйка. Свойства элементарной струйки.
- •Понятие потока жидкости. Расход жидкости. Гидравлические элементы потока.
- •Уравнение расхода для потока жидкости. Средняя скорость.
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости.
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости вязкой жидкости. Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.
- •Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Коэффициент кинетической энергии.
- •Примеры применения уравнения Бернулли в технике (расход Вентури, скоростная трубка)
- •Гидравлические сопротивления
- •Общие сведения о потерях энергии( напора).
- •Основное уравнение равномерного движения жидкости, распределение скоростей по сечению и его связь с гидравлическим сопротивлением.
- •Режимы движения жидкости. Критерий Рейнольдса и его критическое значение. Критическая скорость движения жидкости.
- •Ламинарный режим движения. Распределение скоростей по сечению цилиндрической трубы. Потери напора.
- •Турбулентное движение. Структура турбулентного потока в трубе. Пульсация и осредненная скорость. Процесс перемешивания.
- •Шероховатость абсолютная и относительная. Понятие о механизме турбулентного течения в гидравлически гладких и шероховатых трубах.
- •Потери напора на трение при турбулентном движении. Формула Дарси-Вейсбаха.
- •*Формула Дарси — Вейсбаха
- •График Никурадзе.
- •Коэффициент Дарси при турбулентном режиме в гладких и шероховатых трубах.
- •Движение в трубах некруглого сечения. Формула Шези. Д вижение жидкости в трубах некруглого сечения
- •Местные сопротивления. Основные виды местных сопротивлений. Коэффициент местных потерь. Формула Весйбаха.
- •Потери напора при внезапном расширении потока жидкости.
- •Местные сопротивления при изменении сечения, изгибе и делении потока.
- •Зависимость коэффициента местных сопротивлений от числа Рейнольдса.
- •Движение жидкости в напорных трубопроводах
- •Назначение и классификация трубопроводов.
- •Основные типы задач по расчету трубопроводов. Методика применения уравнения Бернулли для расчета трубопровода.
- •Гидравлический удар в трубах. Меры борьбы с гидравлическим ударом.
- •Причины возникновения
- •Истечение жидкости из отверстия и насадков
- •Истечение жидкости через малые отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре . Сжатие струи. Коэффициенты сопротивления, скорости и расхода.
- •Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке при переменном напоре.
- •Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре
- •Истечение жидкости через цилиндрический насадок. Насадки различного типа. Истечение жидкости через насадки
- •18.1. Истечение жидкости через внешние цилиндрические насадки
- •Коэффициенты скорости и расхода для различных насадков. Вакуум в насадках.
- •Общие сведения о лопастных насосах.
- •Принцип действия лопастных насосов.
- •Классификация лопастных насосов.
- •Основные определения, применяющиеся в теории насосов.
- •Центробежные насосы. Классификация.
- •П ринцип действия центробежных насосов
Основные типы задач по расчету трубопроводов. Методика применения уравнения Бернулли для расчета трубопровода.
При расчете трубопроводов возможны 3 типа задач.
Первый тип задач: определение потребного напора Hпотр для обеспечения заданного потребного расхода Q жидкости через трубопровода заданных размеров.
Исходные данные: расход Q ; давление p2; плотность ρ и кинематическая вязкость v жидкости ; длина l и диаметр d трубопровода, качество поверхности трубы (относительная шероховатости Δ / d ).
Решение :
По исходному расходу Q и диаметру d находят скорость течения υ = 4Q/πd2
По υ, d и v находят Re = υd/ v и определяют режим течения,
Оценивают местные сопротивления и определяют коэффициенты
и потери напора hм = υ2/2g для ламинарного или турбулентного течения.
По числу Re и заданный шероховатости опр. коэффициенты Дарси λт.
По графикам или таблицам определяют сопротивление трубопровода К или модуль расхода К’ и решают основное уравнение ( Нпотр = Нcт+ КQm) (4.1)
по которому находят потребный напор Нпотр.
Второй тип задач: определение расхода Q жидкости при заданных напоре и параметрах трубопровода.
Исходные данные: располагаемый напор Нрасп; ρ и v жидкости l и d трубопровода; относительная шероховатость Δ /d
Решение:
1.Определяют режим движения жидкости, так как для ламинарного и турбулентного течений методы решения разные.
Режим течения опр. путем сравнения располагаемого напора Нрасп с критическим напором Нкр , который находят по основному уравнению (4.1).
2. При ламинарном течении Q находят и формулы (4.1), подставляя вместо Нпотр. располагаемый напор Нрасп; :
Q=1/K (Нрасп - Нст) = 1/К Нрасп.
С учетом Q = (πgd4/ 128vl) Нрасп
При турбулентном течении задачу решают методом последовательных приближений. Берут уравнение (1), в котором два неизвестных – Q и K; задаются значением λт с учетом шероховатости (λт = 0, 015…0,04); по формуле
а m =
2 (4.2)
находят К и решают формулу (4.1) относительно Q. По найденному Q находят Re, а по найденному Re определяют λт .
Подставляют найденное значение λт в уравнение (4.2) и в указанном выше порядке находят Q, затем Re, а по Re ― новое значение λт и т.д. Вычисления ведут до тех пор, пока разница между значениями расхода, полученными в данном и предыдущем вычислениях, не станет незначительной, т.е. пока не будет обеспечена приемлемая точность.
3. Найти расход можно и графическим способом. Для этого нужно построить кривую потребного напора Нпотр = f(Q) для различных λт. Задаются значениями Q, для которых подсчитывают υ, Re, λт, Нпотр. Строят указанную кривую. Затем по ординате Hпотр= Нрасп находят нужную точку на оси абсцисс, т. е. искомый расход Q.
Третий тип задач: определение диаметра трубопровода (графическим
способом) для данной жидкости по заданным расходу и располагаемому напору.
Исходные данные: расход Q, располагаемый напор Нрасп, ρ и ν жидкости, длина трубопровода ℓ, относительная шероховатость Δ/d.
Решение.
1. Определяют режим течения, сравнивая Нраспр с критическим напором Нкр.
Для этого используют уравнение (4.1) с учетом
а m =
1, (4.3)
преобразуя его с целью исключения неизвестного d:
Нпотр =
Нст +
=
Нст +
(4.4)
Отсюда
Нкр =
Нст +
. (4.5)
2. Для ламинарного течения искомый диаметр находят из формулы (4.1) с
учетом формулы (4.3):
Подсчитав d, определяют ближайший больший стандартный диаметр и по уравнению (4.1) уточняют значение напора по заданному расходу Q.
При турбулентном течении задаются рядом стандартных значений d и по уравнению (4.1) с учетом (4.2) определяют Нпотр по заданному расходу Q. Получив ряд значений Нпотр, строят график Нпотр = f(d) и по заданной ординате Нрасп определяют d, выбирают ближайший больший стандартный диаметр, после чего уточняют Нпотр.
При параллельном соединении: Q2 + Q3 + Q4 = Q;
трубопроводов hтр2 = hтр3 = hтр4.
При последовательном соединении: hтр2 + hтр3 + hтр4 = h;
Q2 = Q3 = Q4