Понятие о напоре

Под напором в гидравлике понимается полная удельная энергия движущейся жидкости.

Первые два члена характеризуют удельную потенциальную энергию. Их называют потенциальным напором

Последний член характеризует удельную кинетическую энергию. Его называют скоростным напором.

Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли

При установившемся движении жидкости сумма четырех высот (высоты положения, пьезометрической высоты, высоты, соответствующей скоростному напору и высоты, соответствующей потерям напора) остается неизменной вдоль потока.

Линию, соединяющая уровни жидкости в пьезометрах, называют пьезометрической или линией удельной потенциальной энергии.

Уклон данной линии называют пьезометрическим уклоном

,

-- изменение удельной потенциальной энергии на длине участка l

Линию, соединяющая уровни жидкости в трубках Пито, называют напорной или линией полной удельной энергии.

Уклон данной линии называют гидравлическим уклоном.

-- изменение полной удельной энергии на длине участка l

14. Примеры использования. ( Трубка Пито, водомер Вентури, водо­струйный насос.)

Ответ

Скоростная трубка или трубка Пито

Прибор для измерения скорости в точках потока.

Запишем уравнение Бернулли для сечений струйки 1 – 1 и 2 – 2.

Конкретизируем его для данного случая:

Допустим ,,,

, ,

Практическое применение уравнения Д. Бернулли

При применении уравнения Д. Бернулли для решения практических задач гидравлики следует помнить два основных условия:

1. Уравнение Бернулли может быть применено только для тех живых сечений потока, в которых соблюдаются условия плавно изменяющегося движения. На участках между выбранными сечениями условия плавно изменяющегося движения могут и не соблюдаться;

2. Гидродинамическое давление и, следовательно, высоту положения z можно относить к любой точке живого сечения, так как для любой точки живого сечения потока при плавно изменяющемся движении их сумма есть величина постоянная. Обычно двучлен удобно отнести для упрощения решения задач к точкам или на свободной поверхности, или на оси потока.

Расходомер Вентури

-представляет собой вставку в основную трубу диаметромD трубы меньшего диаметра d, которая соединена с основной трубой коническими переходами.

В основной трубе сечение 1-1 и в суженном сечении 2-2 присоединены пьезометры, по показаниям которых можно определить расход жидкости в трубе Q.

Выведем общую формулу водомера для определения расхода в трубе. Составим уравнение Бернулли для точек, расположенных в центре тяжести сечений 1-1 перед сужением и 2-2 в горловине, приняв плоскость сравнения по оси трубы о-о. Для наших условий ,

Потери напора в сужении ввиду малости расстояния между сечениями считаем равными нулю.

Тогда уравнение Бернулли запишется так

, ,,

В уравнении две неизвестные величины. Составим второе уравнение, используя уравнение неразрывности

Подставляя в уравнение, получим

При выводе этой формулы не учитывались потери напора в водомере, которые в действительности будут. С учетом потерь напора формула расхода водомера Вентури запишется так:

где m – коэффициент расхода водомера, учитывающий потери напора в водомере. Для новых водомеров; m =0,985 для водомеров, бывших в употреблении m =0,98.