1.5 Гидравлические потери.

Потери удельной энергии, или гидравлические потери, зави­сят от формы, размеров русла, скорости течения и вязкости, ино­гда от абсолютного давления.

Результаты опытов позволяют сделать выводы, что во многих случаях гидравлические потери пропорциональны квадрату скоро­сти течения. Поэтому в гидравлике принят следующий общий способ выражения гидравлических потерь полного напора:

- безразмерный коэффициент пропорциональности, коэф­фициент потерь или коэффициент сопротивления, отношение по­терянного напора к скоростному напору.

Гидравлические потери обычно разделяют на местные поте­ри и потери на трение по длине.

При протекании жидкости через местное сопротивление, т.е. через область, где изменяется форма и размер русла и где проис­ходит деформация потока, изменяется ее скорость и возникают крупные вихри. (Рис. 1.3)

Каждое местное сопротивление характеризуется своим зна­чением , которые можно считать постоянными для данной фор­мы местного сопротивления. Местные сопротивления достаточно полно изучены. Имеются справочники по гидравлике, где указаны зависимости для определения потерь для типовых форм местных сопротивлений. Следует отличать зависимость для потерь при ла­минарном режиме течения и при турбулентном режиме.

Потери на трение по длине - это потери энергии, которые возникают в прямых трубах постоянного сечения при равномер­ном течении. Эти потери пропорциональны длине трубы. Эти по­тери обусловлены внутренним трением в жидкости:

• Формула Вейсбака - Дарси.

• - безразмерный коэффициент потерь на трение по длине.

1.6 Применение законов гидродинамики в технических устройст­вах.

Истечение жидкости через отверстие и насадки.

В случае идеальной жидкости и скорость истечения идеальной жидкости:

- коэффициент скорости (это отношение действительной скорости к скорости идеальной жидкости).

Расход жидкости рассматривается как произведение действи­тельной скорости истечения на фактическую площадь сечения струи.

В действительности имеет место соотношение:

р - расчетная разность давлений, под действием которой происходит истечение.

Трудность решения этой задачи заключается в определении . Коэффициент расхода в основном определяется эксперимен­тально. Для большинства жидкостей и характерной геометрии от­верстий этот коэффициент определен и приводится в справочни­ках на гидравлическую аппаратуру. Так для тонких стенок и для маловязких жидкостей (вода, бензин, керосин и др.), истечение ко­торых происходит при достаточно больших числах Rе:

1.6 Гидравлический удар.

Гидравлическим ударом называют резкое повышение давле­ния, возникающее в напорном трубопроводе при внезапном тор­можении потока жидкости. Гидравлический удар представляет со­бой колебательный процесс, возникающий в упругом трубопрово­де с капельной жидкостью при внезапном изменении ее скорости. Этот процесс очень быстротечный и характеризуется чередовани­ем резких повышений и понижений давления (рис. 1.1).

- давление в потоке;

- скорость потока;

- плотность жидкости.

Увеличение давления Руд. определяется из условия, что ки­нетическая энергия жидкости при резком торможении (V = 0) пе­реходит в работу деформации:

- растяжение стенок трубопровода;

- сжатие жидкости.

Деформация стенок и объема жидкости выражается как рабо­та сил давления, при этом используется закон Гука. Отсюда можно получить известную зависимость для определения ударного дав­ления Руд. =, где С - скорость звука в упругой среде(формула Жуковского Н.Е.). Для воды эта скорость равна 1435м/с, для масла- 1200-1400 м/с.

Формула Жуковского справедлива при очень быстром

закрытии: при этом условии имеет место полный гидравлический удар.

Способы предотвращения и смягчения гидравлического уда­ра выбирают для каждого случая. Увеличивают ,

устанавливают гасящие емкости в виде гидроаккумуляторов, увеличивают прочность конструкции.