51. За якою формулою визначається витрата води через насадки?

Витрату води через насадок визначають за формулою

52. За якою формулою визначають лінійний опір трубогонів?

Таким чином, якщо по довгому трубопроводу транспортується рідина в ламінарному режимі (нафта, в'язкі мастила), то основна ділянка трубопроводу розраховується за формулою Дарсі:

Втрати на тертя при турбулентному режимі визначаються за формулою Дарсі:

,

Після деяких перетворень Пуазейля отримав формулу:

- формула Пуазейля (втрати тиску при ламінарному русі)

53. За якою формулою визначають втрати тиску на тертя в області не квадратичного закону (середня швидкість води менше 1,2 м/с)?

Область квадратичного закону – це ІІІ область гідравлічно-шорстких труб, турбулентний режим руху. Для інших областей визначають втрати тиску на тертя:

Ламінарний режим – за формулою Пуазейля-Гагена коефіцієнт гідравлічного тертя, формула Пуазейля втрати тиску.

- формула Пуазейля (втрати тиску при ламінарному русі)

І- область, гідравлічно гладкі труби, формула Глазіуса для коефіцієнта, втрати тиску по формулі Дарсі

ІІ-область перехідна за формулою Альтшуля коефіцієнт гідравлічного тертя, формула Дарсі.

54. Опишіть явище гідравлічного удару. Чим він небезпечний?

При раптовому відкритті засувки або зупинці насоса у водяних системах виникиє гідравлячний удар. При гальмування рідини від швидкості V до 0 виникає ударна хвиля, і гальмування поширюється зі швидкістю удару від засувки до резервуару. Гідравлічний удар має 4 фази і 2 напівперіода. Період прямого удару буде складати:

L – довжина трубопроводу від засувки до резервуару

4 фази: перша фаза – рідина зупиниться і ударна хвиля

М.Є. Жуковський дослідив явище гідравлічного удару на московському трубопроводі у 1890 р.

При гідравлічному ударі виникають великі надлишкові тиски, що призводять до руйнування трубопроводів, запірнорегулюючої арматури, затоплення вулиць.

В теплових мережах гідравлічний удар виникає після раптової зупинки мережевого насосу.

Фізичне значення гідравлічного удару наступне:

При раптовому закритті засувки швидкість прямує до нуля і виникає імпульс, ударний тиск, який розповсюджується зі швидкістю Су до резервуару. Труба роздувається і вода в ній зупиняється, після цього труба починає скорочуватися в перерізі і видавлювати з себе воду. Після витискання води вона знову розширюється і засмоктує воду. Гідравлічний удар повторюється.

Гідравлічний удар небезпечний для труб малого діаметра з товстими стінками та великою пружністю (сталеві, чавунні, бетонні), менш небезпечний для еластичних (пластмасові, гумові, свинцеві)

55. Приведіть формулу м.Є.Жуковського для обчислення тиску при гідравлічному ударі. Поясніть її.

I закон Жуковського дозволяє обчислити підвищення тиску при прямому ударі:

У II законі Жуковський визначив швидкість розповсюдження ударної хвилі у трубопроводах

Е, Е_т – модуль пружності Юнга для рідини та матеріалу труб відповідно,

D – діаметр труби,

δ_т – товщина стінок труби

Ударна хвиля поширюється зі швидкістю більше ніж швидкість звуку у воді

III закон Жуковського дозволяє знизити інтенсивність гідравлічного удару. Цей закон має наступний аналітичний вигляд:

Т – період гідравлічного удару,

t_3.3. - час закриття засувки, при умові, що t_3.3. >Т

Згідно III закону Жуковського для зменшення інтенсивності гідравлічного удару необхідно замість засувки з миттєвим закриттям використовувати засувки з уповільненим перекриттям живого перерізу трубопроводу.