Добавил:
Kleshsa
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Lektsia_6.ppt
Местные потери напора.
Местные сопротивления
вызываются фасонными частями,
арматурой и другим оборудованием
трубопроводных сетей, которые
изменяют величину и направление
скорости на отдельных участках
трубопровода.
Основные виды местных потерь
напора делятся на следующие
группы:
1. потери, связанные с изменением
площади живого сечения потока (или,
что то же, его средней скорости). Сюда
относятся случаи расширения и сужения
потока (внезапного и постепенного);
2. потери, вызванные изменением
направления потока, его поворотом
(движение жидкости в коленах, на изгибах
рек);
3. потери, связанные с протеканием
жидкости через арматуру различного
типа (вентили, краны, сетки, водомеры,
обратные клапаны и др.);
4. потери, возникающие вследствие
отделения одной части потока от
другой или слияния двух потоков в
один общий (движение жидкости в
тройниках, крестовинах и др.).
Местные потери напора принято
оценивать в долях от скоростного
напора, вычисленного в сечении
непосредственно за данным местным
сопротивлением.
Для определения местных потерь
напора применяется формула
Вейсбаха, полученная эмпирическим
путём в ХIХ – ом веке:
hм = ζм v2²/2g, где
ζм – безразмерный коэффициент
местных потерь;
v2 – скорость потока в сечении за
местным сопротивлением.
Коэффициенты разных местных
сопротивлений определяют, как правило,
опытным путём.
Таблицы значений этих коэффициентов
приводятся в гидравлических
справочниках.
Для некоторых практически важных
случаев значения коэффициентов
местных сопротивлений получены
теоретическим путём.
Внезапное расширение.
Формула Борда.
Пусть трубопровод внезапно расширяется
от диаметра d1 до диаметра d2.
Струя, выходящая из 1 – ой трубы, на
некоторой длине расширяется и в сечении
2 – 2 заполняет всё сечение 2 – ой трубы.
Расширение струи происходит с отрывом
её от стенок и образованием
водоворотной зоны.
Внезапное расширение
Для определения потерь напора
воспользуемся теоремой об
изменении количества движения:
изменение количества движения
равно импульсу действующих сил:
Δ КД = ∑ F Δ t. (1)
Изменение количества движения в
отсеке 1 – 2: Δ КД = КД1 – КД2, где
КД2 – количество движения жидкости,
выходящей из отсека;
КД1 – количество движения жидкости,
входящей в отсек.
КД2 = m2 v2 = ρW2 v2 = ρω2s v2 =
= ρ ω2v2 Δt v2 = ρQΔt v2.
По аналогии количество движения
жидкости, входящей в отсек:
КД1 = ρQΔt v1.
Тогда ΔКД = ρQΔt (v2 - v1). (2)
Найдём импульс действующих сил.
На поток действуют силы давления,
трения о стенки и веса.
Пусть труба расположена горизонтально.
Тогда проекция сил тяжести на
направление движения равна нулю.
Участок 1 – 2 короткий, поэтому силами
трения о стенки можно пренебречь.
Из действующих сил остаются силы
давления: Р = Р1 – Р2, где
Р1 = р1 ω2 – по закону Паскаля давление
распространяется на всё сечение.
Р2 = р2 ω2.
Импульс действующих сил:
∑ F Δt = Р Δt = (р1 – р2) ω2 Δt. (3)