- •7. Режими руху рідини. Критична швидкість і витрата, гідравлічний радіус.
- •8. Розподіл швидкості і дотичних напружень в перерізі потоку при ламінарному режимі руху.
- •9. Середня і максимальна швидкість рідини при ламінарному режимі
- •11.Турбулентний режим руху рідини(загальна характеристика).
- •12. Гідравлічні втрати напору( загальні поняття). Еквівалентна довжина.
- •13) Визначення втрат напору по довжині трубопроводу. Гідравлічний нахил
- •14. Визначення втрат напору на місцевих опорах. Втрати напору при раптовому розширенні.
- •17.Визначення витрати рідини в трубопроводі при заданих необхідному напорі і його діаметрі
- •21.Витікання рідини через великий отвір в тонкій стінці при постійному напорі
- •22. Витікання рідини через отвори і насадки під рівень при постійному напорі
- •26. Визначення швидкості розповсюдження ударної хвилі при гідравлічному ударі.
- •27.Використання явища гідравлічного удару в гідравлічному тарані.
- •28.Основи гідравлічної теорії змащення
- •2.Диференціальне рівняння неперервності
17.Визначення витрати рідини в трубопроводі при заданих необхідному напорі і його діаметрі
Пропускна здатність трубопроводу визначається із залежності (9.5), в лівій частині якої заданий напір
(9.5)
де - розрахункова довжина трубопроводу.
Рівняння (9.5) аналітично розв'язується, якщо відомо, що режим руху ламінарний. Для турбулентного режиму при
невідомій швидкості воно прямого розв'язку не має і для визначення витрати (пропускної здатності трубопроводу) використовують один із трьох можливих способів його розв'язання.
Рисунок 9.1
Перший - метод наближень. Приймаємо наближене значення коефіцієнта гідравлічного опору в межах 0,02-0,035 (з даних практики). Тоді з рівняння (9.5) визначаємо і перевіряємо правильність вибору : розраховується режим руху рідини (Re) і фактичне (при ) значення (знаючи і ).
Якщо < 0,0001, то розрахунок закінчений, якщо
дана умова не виконується, то задаємося значенням , яке, як правило, дорівнює
Другий метод. При цьому будується гідравлічна характеристика трубопроводу - графічна залежність =
Задаються 4—5 значеннями витрати і визначають втрати напору. Для кожного значення Q, використовуючи формулу (9.5), знаходять необхідний напір. З графічної залежності за даним напором
Рисунок 9.2
визначають витрату (рисунок 9.2)
Третій - метод визначення режиму руху рідини із співвідношення заданого і критичних напорів.
Алгоритм розв'язку:
- розраховують , і із співвідношення прийма-ючи значення =2320, і ;
для відомих значень витрати обчислюємо ;
порівнюючи значення заданого напору Н з визначеними, встановлюємо зону турбулентності, для якої відомі степеневий показник режиму т і стала ;
з узагальненої формули Лейбензона
(9.6)
визначаємо пропускну здатність Q.
18. Визначення необхідного напору рідини в трубопроводі при заданих витраті рідини і напорі.
В залежності від величин втрат напору всі трубопроводи поділяються на гідравлічно короткі та гідравлічно довгі. До коротких відносяться трубопроводи невеликої довжини, які мають більшу кількість місцевих опорів і втрати на місцевих опорах складають більше 5 - 10% втрат по довжині. Для орієнтованих розрахунків при довжині l 50м трубопровід можна розрахувати як короткий, а при l 100м - як довгий.
Мал.46. Схеми складних трубопроводів
А - розгалужений, Б - паралельний, В - кільцевий
Розрахунок простого трубопроводу полягає у визначенні однієї із трьох величин при заданих інших:
напору H при відомих витратах рідини Q, діаметрі d та довжині трубопроводу l;
витрат Q рідини при відомих діаметрі d, довжині трубопроводу l та напору H;
діаметру трубопроводу d при відомих витратах Q, напору H та довжині l.
При розрахунку можуть бути використані два способи, один з яких передбачає враховувати всі опори трубопроводу. Другий спосіб скорочений з використанням витратних характеристик та поправочних коефіцієнтів на місцевих опорах. Для гідравлічного розрахунку трубопроводів використовують рівняння Бернуллі, рівняння постійності витрат, рівняння Дарсі-Вейсбаха. Середню швидкість потоку рідини визначають за формулою Шезі:
(101)
В такому випадку рівняння витрат рідини приймає вигляд:
, (102)
де К - витратна характеристика трубопроводу
20. Витікання газу через малий отвір у тонкій стінці при постійному напорі.
При витіканні рідини з отвору має місце деяке стиснення струмини внаслідок того, що частинки при вході в отвір рухаються по не паралельних криволінійних траєкторіях. З цієї причини площа конкретного перерізу струмини Sc дещо менша від площі отвору S0. Ступінь стиснення струмини х-ризується коеф. стиснення:
ɛ=Sc/S0
та≈0,64 при повному стисненні.
d<0,1 Hпр -приведений напір
<0,1 d – товщина
Sc<S0
α>3d
1-2:
z 1=P1/ρg+ α1v12/2g = z2+ P2/ρg+ α2v22/2g+h1-2
z1=H
z2=0
v1=0
v2=v
h1-2=ξ* v2 /2g
α2=1
H+ P1/ρg+0=0+ P2/ρg+ α2v22/2g+ ξ* v2 /2g
– коеф. Швидкості