если каждая физическая величина, характеризующая поток, находится в одинаковом отношении для любых сходственных точек. Выяснить, что понимают под геометрическим, кинематическим и. динамическим подобием. Понять физический: .смысл безразмерных критериев подобия РейнольдсаиФруда. Ознакомиться с двумя режимами движения жидкости, существование которых подтверждено экспериментально английским ученым Осборном Рейнольдсом в 1883 г. Изучение ламинарного и турбулентного режимов движения начать с рассмотрения схемы прибора. Рейнольдса для демонстрации режимов течения. Уделить внимание понятиям критической скорости и критического числа Рейнольдса,- затем познакомиться со структурой потока при турбулентном режиме движения жидкости. Для выяснения механизма турбулентности Тютока разобраться в понятиях гидравлической шероховатости, пульсации скорости и осредненной скорости.
Вопросы для самопроверки
', 1.'Какие потоки называются подобными?
2. Расскажите о геометрическом, кинематическом и дина мическом подобии. В'чем заключается их отличие?
3. Раскройте физический смысл безразмерных критериев . подобия' Рейнольдса и Фруда.
■ 4. Какие вы знаете два резко отличающихся друг от друга режима движения жидкости?
-
Рассмотрите схему прибора Рейнольдса.
-
Дайте определение критической скорости и критического числа Рейнольдса.
-
Какова структура потока при турбулентном режиме
движения жидкости?
8, Что называется шероховатостью? Раскройте понятия пульсации скоростей и осредненной скорости.
1.5. Гидравлические сопротивления и потери напора
ЛИТЕРАТУРА: [3], с. 48-5!, 72—75, 82-98, 93—105; [4], с. 129-2Э6; [5], с. 107—1)8.
Изучая гидравлические сопротивления, выяснить, на какие два вида они подразделяются. Что является причиной сопротивлений и от каких факторов они зависят? Уметь привести примеры местных сопротивлений. Записать формулу
16
Вейсбаха для^определения местных потерь и формулу Дарси-Вейсбаха для'определения потерь напора по длине. Показать, что общие потери напора равны ;сумм'е потерь напора по длине и местных.
Выяснить зависимость потерь напора по длине потока от средней скорости течения жидкости при ламинарном и турбулентном режимах. Уметь доказать, что потери напора по длине при- ламинарном' режиме течения пропорциональны первой степени скорости.
Знать формулу, дл-я' определения коэффициента потерь па трение по длине (коэффициента Дарен) при ламинарном режиме движения.'Рассмотреть три области гидравлических сопротивлений при турбулентном режиме течения жидкости в напорном трубопроводе: область гидравлически гладких труб, переходную область и гидравлически шероховатых, труб (квадратичную область). Лроанализировать формулы по определению коэффициента цртерь на трение К для всех областей турбулентного режима. Уметь объяснить, почему коэффициент i (являющийся функцией числа Рейнольдса и относительной шероховатости) при малых значениях числа Рейнольдса зависит только от него и не зависит от шероховатости, а при больших значениях числа Рейнольдса является только функцией относительной шероховатости.
Изучая результаты опытных исследований по установлению закономерностей изменения коэффициента А для напорных трубопроводов, познакомиться с графиками и научиться определять по ним коэффициент потерь на трение.
Рассмотреть вывод формулы Борда для местных потерь при внезапном расширении потока.
Вопросы для самопроверки
-
Напишите формулу для определения местных потерь. Объясните, как изменяется коэффициент местных потерь при внезапном сужении, внезапном расширении, плавном повороте и других видах местных сопротивлений. ■
-
Напишите формулу для .определения критического числа Рейнольдса для круглых труб постоянного диаметра.
-
Дайте определение коэффициента сопротивления системы.
-
Приведите эпюры скоростей ламинарного и турбулентного движения жидкости. Расскажите, какому закону подчинено распределение скоростей при каждом из этих движений. '
• 17