Материал: Учебное пособие по решению задач Допущено Учебно методическим объединением вузов Российской Федерации по высшему
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
Fат+ R – F1= 0 –при равномерном движении ре-зультирующая сила равна нулю. Это следствие вто-рогозаконаНьютона:F=ma;=const;a=0.R = F1 - Fат= (p1– pат)sD= p1м sD.p1м=R/sD=4R/(D2).Таким образом, при известной силе R можно определить манометриче-ское давление и, наоборот, зная манометрическое давление, можно вычислитьсилу.
-
Абсолютное давление во втором сечении р2=рм0+рат.
-
Абсолютное давление в центре тяжести сечения определяется через показа- ния рмили рvприборов (мановакуумметров):
-
Если известна внешняя сила, действующая на поршень, давление можно определить из условия : алгебраическая сумма всех сил равна нулю.
Инаоборот,знаядавление,можноопределитьвнешнююсилу.
-
Потери напора h1-2складываются из потерь напора на трение по длине потока hдли потерь на местные гидравлические сопротивления hм:
Определение потерь по длине трубопровода hдл
hдл
l
d
2
2 g
l
d
Q2
s2 2 g
Последовательность вычисления коэффициента трения икоэффициентакориолиса
Re
d Q4d
Q4
Q4 ,
(36)
d2
d
d
где и =/ - соответственно динамический и кинематический коэффи- циенты вязкости4, приводятся в справочной литературе (Приложение 1).
Если Re < Reкр– имеет место ламинарный5 режим. Если Re>Reкр– имеет место турбулентный6 режим.
Критическое число Рейнольдса зависит от формы поперечного сечения ка- нала. Для круглого сечения Reкр=2300.
При ламинарном режиме (Re< 2300):
=64 /Re,=2 (37)
При турбулентном режиме (Re >2300):
=0,11(68/Re+э/d)0,25, =1 (38)
где э– эквивалентная шероховатость поверхности трубопровода, зависит от материала поверхности и способа её обработки, приводится в справочни- ках (Приложение 5).
4 Вязкость – свойство газов и жидкостей, характеризующее сопротивление действию внеш- них сил, вызывающих их течение.
5 Ламинарное течение (от лат. lamina – пластинка, полоска), течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания.
6Турбулентное течение (от лат. turbulentus-бурный, беспорядочный), течение, при котором частицы жидкости совершают неупорядочные, хаотические движения по сложным траекто- риям и отличается от ламинарного течения интенсивным перемешиванием слоев.
hдл
l
d
2
2 g
l
d
Q2
s2 2 g
-
формула Дарси-Вейсбаха (35)
-
l,d,s-длина, диаметр и площадь поперечного сечения трубопровода; -
,Q– средняя скорость и расход в сечении трубопровода; -
- коэффициент гидравлического трения.
-
Определяется режим движения жидкости, для чего вычисляется безразмер- ное число Рейнольдса:
Re
d Q4d
Q4
Q4 ,
(36)
d2
d
d
где и =/ - соответственно динамический и кинематический коэффи- циенты вязкости4, приводятся в справочной литературе (Приложение 1).
-
Вычисленное значение числа Рейнольдса Reсравнивается с критическим значением Reкр.
Если Re < Reкр– имеет место ламинарный5 режим. Если Re>Reкр– имеет место турбулентный6 режим.
Критическое число Рейнольдса зависит от формы поперечного сечения ка- нала. Для круглого сечения Reкр=2300.
При ламинарном режиме (Re< 2300):
=64 /Re,=2 (37)
При турбулентном режиме (Re >2300):
=0,11(68/Re+э/d)0,25, =1 (38)
где э– эквивалентная шероховатость поверхности трубопровода, зависит от материала поверхности и способа её обработки, приводится в справочни- ках (Приложение 5).
4 Вязкость – свойство газов и жидкостей, характеризующее сопротивление действию внеш- них сил, вызывающих их течение.
5 Ламинарное течение (от лат. lamina – пластинка, полоска), течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания.
6Турбулентное течение (от лат. turbulentus-бурный, беспорядочный), течение, при котором частицы жидкости совершают неупорядочные, хаотические движения по сложным траекто- риям и отличается от ламинарного течения интенсивным перемешиванием слоев.
Внашейзадачепотериподлиненеобходимозаписатьтак:l 2l Q2hдлd2gds22g.Далее необходимо определить местные7 гидравлические сопротивления,возникающие при движении жидкости от сечения 1-1 к сечению 2-2. Обычнозона деформации потока в районе местного сопротивления невелика по сравне-ниюсдлинойтруб.Поэтомусчитают,чтоместныепотериимеютместокакбыводномсечении, аненаучастке, имеющемнекоторуюдлину.Местные гидравлические сопротивления всегда возникают в тех сеченияхпотока,гдескоростьдвижениярезкоменяетсяповеличинеилипонаправлению.Согласноэтому,внашейзадаче(Рис.16)имеютместосопротивлениепривнезапномсужениипотока(выходизцилиндравтрубопровод) - hвн.суж., при прохождении жидкости через вентиль– hв, в двухрезких поворотах на угол 90 - 2hпов., и при резком расширении потока привыходеизтрубы вбак-hвых.hм=hвн.суж.+hв+2hпов.+hвых
Определение местных гидравлических сопротивленийПотеринапоравместныхсопротивленияхопределяютпоформулеВейс-2 Q2
баха:
hм 2g s2 2g, (39)
Если между сечениями 1-1 и 2-2 потока расположено много местных сопро- тивлений и расстояние между ними больше длины их взаимного влияния (6d), то местные потери напора суммируются. В большинстве случаев так и предпо- лагается при решении задач.
hм
n
ii1
2
2g
n
ii1
Q2
.
s2 2g
7 Местные гидравлические сопротивления – препятствия на пути движения жидкости, где происходит деформация потока, образуются вихри и затрачивается энергия. К ним относится трубопроводная арматура и резкие изменения формы поперечных сечений.
h
баха:
hм 2g s2 2g, (39)
-
где - безразмерный коэффициент, зависит от вида и конструктивного выполнения местного сопротивления, состояния внутренней поверхности и Re,определяется по справочным данным (Приложение 6, 7). -
- скорость движения жидкости в трубопроводе, где установлено местное сопротивление.
Если между сечениями 1-1 и 2-2 потока расположено много местных сопро- тивлений и расстояние между ними больше длины их взаимного влияния (6d), то местные потери напора суммируются. В большинстве случаев так и предпо- лагается при решении задач.
hм
n
ii1
2
2g
n
ii1
Q2
.
s2 2g
-
В нашей задаче местные потери напора равны:
7 Местные гидравлические сопротивления – препятствия на пути движения жидкости, где происходит деформация потока, образуются вихри и затрачивается энергия. К ним относится трубопроводная арматура и резкие изменения формы поперечных сечений.
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/179469