- •Лекция 1 Введение.
- •Свойства жидкостей.
- •Лекция 2 Гидростатика
- •Гидростатическое давление и его свойства.
- •Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения л. Эйлера)
- •Уравнение гидростатики
- •Закон Паскаля
- •Пьезометрическая высота
- •Удельная потенциальная энергия
- •Лекция 3 Приборы для измерения давления
- •Силы давления жидкости на поверхности
- •Вектор силы давления жидкости на криволинейную стенку
- •Определение толщины стенок труб, воспринимающих внутреннее давление жидкости и силы в колене трубы.
- •Закон Архимеда и плавание тел
- •Остойчивость тел
- •Лекция 4. Гидродинамика.
- •Основные гидродинамические понятия.
- •Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера)
- •Дифференциальные уравнения неразрывности движущейся жидкости
- •Уравнение неразрывности
- •Лекция 5. Уравнение установившегося движения элементарной струйки идеальной жидкости (уравнение д.Бернулли)
- •Механическая энергия потока жидкости
- •4.4. Уравнение Даниила Бернулли для потока реальной жидкости.
- •Примеры практического применения уравнения д. Бернулли Трубы Вентури
- •Гидродинамическая трубка Пито.
- •4.5.3. Гидродинамическая трубка Пито - Прандтля.
- •4.5.4. Водоструйный насос (эжектор).
- •Карбюратор.
- •Лекция 6. Режимы движения вязкой жидкости. Число Рейнольдса. Скорость и расход жидкости при ламинарном режиме.
- •Режимы движения жидкости.
- •Силы трения и закон распределения скоростей при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости.
- •Турбулентное движение.
- •Лекция 7 Классификация потерь напора
- •Местные сопротивления трубопроводов
- •Лекция 8. Основы расчета трубопроводов Типы трубопроводов и их классификация
- •Методика расчета простого трубопровода.
- •Расчет гидравлически коротких трубопроводов
- •Расчет сифонного трубопровода.
- •Лекция 9. Гидравлический удар в трубопроводах
- •Истечение жидкости через отверстия и насадки (общие сведения)
- •Обозначим
- •Истечение жидкости из насадков
- •Цилиндрический внутренний насадок
- •Истечение жидкости через большие отверстия.
- •Истечение жидкости при переменном напоре
- •Гидравлические струи
- •Расчет турбин
- •Лекция 10. Равномерное движение в открытых руслах
- •Скорость при равномерном движении выражается формулой
- •Водосливы. Классификация водосливов
- •Гидравлический расчет отверстий малых мостов и водопропускных дорожных сооружений
- •Гидравлический расчет открытых русел
- •Лекция 11. Основы теории гидравлического моделирования
- •Закон Фруда
- •Закон Рейнольдса
Местные сопротивления трубопроводов
Помимо прямых участков труб в отдельных местах трубопровода находятся фасонные части — тела, которые являются препятствием на пути движения жидкости. Следствием взаимодействия потока жидкости и этих тел является их сопротивление, т. е. местные сопротивления. Местные сопротивления — в основном сопротивления давления. Их преодолевает поток жидкости при обтекании фасонных частей трубопроводов.
Энергия, которая в этом случае затрачивается потоком жидкости, называется местной потерей энергии. У потока жидкости, протекающего через местные препятствия трубопроводов, вектор скорости изменяет либо величину, либо направление, либо и величину и направление. Например, при внезапном сужении в трубе величина скорости потока жидкости возрастает; в повороте вектор скорости потока жидкости изменяет направление, а в обыкновенном вентиле вектор скорости потока жидкости неоднократно изменяет и величину, и направление.
Изменение вектора скорости течения жидкости (при сравнительно больших значениях числа Рейнольдса) в указанных местах трубопроводов приводит к отрыву потока от обтекаемых стенок и образованию вихрей. Наличие местных отрывов вихрей и последующая деформация поля скоростей являются причиной местных потерь напора.
Значения коэффициентов ξ для наиболее часто встречающихся местных сопротивлений определяются эмпирически.
а) внезапное сужение потока (рис. 34), значения коэффициентов сопротивления приведены в табл. 2
Таблица 2
-
0,01
0,1
0,2
0,4
0,6
0,8
0,5
0,5
0,42
0,33
0,25
0,15
Рис. 34. Внезапное сужение потока
б) труба расположена под углом к стенке резервуара (рис. 36)
(108)
Рис. 35. Труба расположена под углом α к стенке резервуара
в) труба расположена перпендикулярно к стенке резервуара, ребра входной кромке острые (рис. 36)
Рис. 36. Труба расположена перпендикулярно к стенке резервуара
г) труба подключена к резервуару перпендикулярно стенке (рис. 37)
Рис. 37. Труба подключена к резервуару перпендикулярно стенке
д) колено трубы с (рис. 38), значения коэффициентов сопротивления приведены в табл.3
Таблица 3
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 | |
0,131 |
0,138 |
0,158 |
0,206 |
0,294 |
0,440 |
0,661 |
0,977 |
1,408 |
1,578 |
Рис. 38. Колено трубы с
е) обратный клапан (рис. 39)
Рис. 39. Обратный клапаy
ж) внезапное расширение (рис. 40)
; (109)
Рис. 40. Внезапное расширение
Значения коэффициентов местных сопротивлений
для запорных устройств в трубопроводах
Таблица 4
№ п/п |
Наименование местного сопротивления |
Показатели | ||||||||||||
1 |
задвижка |
, мм |
мм |
25 |
50 |
100 | ||||||||
0,33 |
0,16 |
0,14 | ||||||||||||
0,9 |
0,68 |
0,55 | ||||||||||||
4,1 |
3 |
2,6 | ||||||||||||
32 |
20 |
16 | ||||||||||||
2 |
вентиль |
|
Полностью открыт |
, мм |
13 |
25 |
50 |
100 | ||||||
10,8 |
6,1 |
4,6 |
4,1 | |||||||||||
3 |
кран пробковый
|
5 |
10 |
20 |
30 | |||||||||
0,05 |
0,29 |
1,56 |
5,47 | |||||||||||
40 |
50 |
55 |
70 | |||||||||||
17,3 |
52,6 |
100 |
675 | |||||||||||
4 |
клапан обратный
|
70 |
65 |
60 |
55 | |||||||||
1,7 |
2,3 |
3,2 |
4,6 | |||||||||||
45 |
35 |
25 |
15 | |||||||||||
9,5 |
20 |
42 |
90 | |||||||||||
5 |
клапан всасывающий
|
, мм |
40 |
50 |
75 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 | ||||
клапаны с сеткой |
12 |
10 |
8,5 |
7 |
5,2 |
3,7 |
3,1 |
2,5 | ||||||
обратный клапан |
- |
18 |
11 |
8 |
5,5 |
3,5 |
2,5 |
1,8 |