Luați în considerare tipurile de rezistență hidraulică.
Atunci când fluidul se deplasează o parte cap folosit pentru a depăși diferitele rezistențe. Pierderile hidraulice depind în principal de viteza, astfel încât presiunea este exprimată ca o fracție a capului de viteză
în cazul în care - coeficientul de rezistență hidraulică, care arată modul în care cota de presiune dinamică a presiunii se va pierde,
sau în unități de presiune:
O astfel de exprimare convenabil, care include un coeficient de proporționalitate adimensional, numit coeficient de rezistență, și presiunea dinamică. o parte din ecuația Bernoulli. Factorul, prin urmare, se pierde o presiune legată de capul vitezei.
Pierderea de presiune atunci când lichidul curge cauzate de rezistențele două tipuri: rezistențe de-a lungul lungimii determinate de forțele de frecare și rezistența locală datorită fluxului modificărilor cursului în direcție și magnitudine.
Pierderile locale de energie din cauza așa-numitele rezistențele locale: schimbarea formei locale și dimensiunea pat, provocând fluxul de deformare. Când fluxul de fluid prin rezistența locală variază viteza și vârtejurilor sale apar de obicei.
Exemple de rezistență la următoarele dispozitive locale pot fi: valva, diafragma, cot, supape, etc. (Figura 37) ....
Head, pierdut în depășirea rezistenței la nivel local în unități liniare, este dată de:
(Această expresie este adesea numită formula Weisbach)
și în unități de presiune:
în care: - în mod normal determinată experimental prin coeficientul de rezistență locală (valorile coeficientului sunt date în referințele bibliografice în funcție de tipul și proiectarea rezistenței locale)
- greutatea specifică a lichidului,
V - viteza medie a conductei, în care rezistența dată stabilită locală.
Genunchi de blocare a fluxului de ramificare
Fuzionarea supapă restricție a debitului
Diafragma valva de expansiune cu ochiuri
Figura 37 - Exemple de rezistență hidraulică locală
Figura 38 - Selectarea unei viteze de proiectare.
Pierderile prin frecare sau rezistența liniei cauzate de forte de frecare generate pe întreaga lungime a fluxului de lichid cu mișcare uniformă, prin urmare, ele cresc proporțional cu lungimea fluxului. Acest tip de pierdere datorită frecării interne în lichid și, prin urmare, are loc nu numai în stare brută, dar, de asemenea, în conducte netede.
Pierderea cap prin frecare (în lungime) poate fi determinată prin formula:
Cu toate acestea, este mai convenabil să se asocieze raportul relativ de lungime L / d. Ia-o porțiune dintr-o circulară cu diametrul țevii d egal cu lungimea sa și rezistența sa pentru a denota coeficientul aparține formulei prin. Apoi toată lungimea tubului L și un raport de diametru d va fi L / d ori mai mare, și anume:
unde - coeficientul de coeficientul de frecare hidraulică sau Darcy
L - lungimea secțiunii,
d - diametrul conductei.
Această substituție permite formula pentru a aduce foarte convenabil pentru utilizarea practică a minții:
Formula este de obicei numit Darcy-Weisbach. Coeficientul de frecare # 955; în cele mai multe cazuri, determinată empiric, în funcție de numărul Reynolds Re și un criteriu de calitate a suprafeței (rugozitate).
Adăugarea de pierdere a capului
In multe cazuri, mișcarea fluidelor în diferite sisteme hidraulice (de exemplu, linii) apar simultan pierderile datorate frecării capului în lungime și pierderi locale. Pierderea totală capul în astfel de cazuri este definit ca suma aritmetică a pierderilor de toate tipurile.
La determinarea pierderilor pe parcursul fluxului se presupune că fiecare rezistență este independentă de vecinii săi. Prin urmare, pierderea totală a valorii adăugate a pierderilor cauzate de fiecare rezistență.
În cazul în care conducta este compus din mai multe secțiuni de diferite diametre, cu lungimi ale mai multor rezistențe locale, pierderea totală cap este dată de:
. ,.... . . .... . . ..., - coeficientul de rezistență, iar rata medie pentru secțiunile individuale și rezistența locală.
3.6 Efectul diferiților factori asupra coeficientului
Cea mai mare dificultate în calculul pierderilor de presiune este calculul coeficientului de frecare hidraulică care afectează mulți parametri de curgere și conducta.
Cercetarea diferiților factori asupra valorii coeficientului de frecare hidraulică obiectul a numeroase studii experimentale și teoretice. Cele mai cu atenție aceste experiențe Nikuradze I. (1932) au fost livrate. Acestea au fost realizate pe țevi cu o rugozitate artificială, creată prin lipire granule de nisip rugozitate omogenă pe suprafața interioară a conductelor. Pierderea de presiune a tuburilor a fost determinată la diferite debite și la ecuația Darcy-Weisbach valorile coeficienților calculate sunt reprezentate grafic ca o funcție de numărul Reynolds Re.
Rezultatele experimentelor sunt prezentate în diagrama Nikuradse = f (Re) (Fig. 39). Având în vedere că se poate trage următoarele concluzii importante.
În regimul laminar (Re <2320) все опытные точки независимо от шероховатости стенок уложились на одну прямую (линия 1).
Prin urmare, aici depinde numai de numărul Reynolds și este independentă de rugozitate.
În tranziția de la laminar la turbulente de curgere crește rapid odată cu creșterea coeficientului de Re. secțiunea inițială a rămas independentă de rugozitate.
În regimul turbulent sunt trei zone de rezistență. Prima zonă este tuburi netede în care = f (Re). și Ke rugozitate () nu este prezentată în figură puncte se află de-a lungul curbei înclinată (curba 2). Abaterea de la această curbă vine cu cât mai repede, cu atât mai rugozitatea.
Zona următoare se numește o zonă de tuburi brute (dokvadratichnoy) în figură este reprezentată printr-un număr de curbe 3, tinzând unor limite clare. Raportul în această zonă este dependentă, așa cum se poate observa, iar rugozitatea și numărul Reynolds = f (Re. Ke / d). În cele din urmă, dincolo de anumite valori ale Re numere de curbe 3 se deplasează în linii drepte paralele cu axa Re. și factorul devine constantă pentru o constantă relativă rugozitate = (ke / d). Această zonă se numește auto-similar sau pătratică.
Figura 39 - Grafice Nikuradze
Limitele aproximative ale următoarelor documente:
țevi netede zona 4000 țevi brute Zone 10d / Ke Zona quadratic Re> 500 d / Ke. Trecerea de la o zonă la alta poate fi interpretat după cum urmează: atâta timp cât proeminențele rugozității este complet imersată în stratul laminar de delimitare (ex. <), они не создают различий в гидравлической шероховатости. Если же выступы шероховатостей выходят за пределы пограничного слоя (Кэ># 948; ), Rugozitatea proeminențelor vin în contact cu miezul și vârtejurile turbulente formate. Este cunoscut faptul că odată cu creșterea grosimii stratului Re scade, iar în a doua zonă (pătratic) Acest strat dispare aproape complet (). Cu toate acestea, conducta utilizată în practică, sunt neuniforme și rugozitatea suprafeței neuniforme. Clarificarea impactului asupra rugozității naturale angajat mulți oameni de știință, cele mai cunoscute experimente Murina G. A. (pentru țevi de oțel). Confirmând legile de bază stabilite Nikuradze, aceste experimente au condus la o serie de importante și semnificative descoperiri noi. Ei au arătat că este întotdeauna mai mare decât în cazul conductelor cu rugozitate naturală în regiunea de tranziție, decât în piață (mai degrabă decât mai puțin, la fel ca în rugozității artificiale); și zonele de tranziție 2-3 a patra continuitate scade. Rezultatele experimentelor sunt prezentate în Murin Figura 40. Figura 40 - Rezultatele experimentelor Murin 3.7 Formula pentru determinarea coeficientului de Darcy Pentru a calcula coeficientul lui Darcy există un număr foarte mare de formule empirice și semi-empirice, majoritatea care are o zonă de aplicare limitată. Vom examina doar câteva de bază, cele mai frecvent utilizate formule care au o marjă largă. În regim laminar (Re <2320) для определения в круглых трубах применяют формулу Пуазейля: Formula este derivată teoretic, așa cum se arată în secțiunea „Cursul regimului laminar.“ În zona trecerii de la laminar la turbulente # 955; calculat ca Frenkel: În modul turbulent, există trei zone: - pentru țevi netede hidraulic folosit mai multe formule: Cel mai frecvent utilizat: Blasius # 955; = 0,3164 / Re 0,25 domeniu (4000 Konakova # 955 = 1 / (1,81lgRe- 1,5) 2 Zona de aplicare (4000 - pentru țeavă hidraulic dur: Limitele utilizării acestor formule poate fi determinată în intervalul de numere Reynolds de la 10d / do500d FE / CE. - în rezistența pătratice (numărul Reynolds mai 500d / CE) se aplică formula: Formulele de mai sus reprezintă în totalitate și în mod corect pentru efectul diferiților factori asupra coeficientului de frecare hidraulică. Ele sunt selectate dintr-un număr mare de formule care există în acest moment. Formula Altshulya A. D. este cel mai versatil și poate fi utilizat pentru oricare dintre cele trei zone ale regimului turbulent. La numărul Reynolds mici este foarte aproape de formula Blasius, iar la numere Reynolds mai mari - se transformă în formula Shifrinsona BL 1. Două moduri de mișcare a lichidelor și gazelor. 2. Experimente Reynolds Reynolds. 3. Proprietățile laminară și regimurile turbulent. 4. Parcelele ale distribuției vitezei. 5. rezistență hidraulică, natura lor fizică și clasificare. 6. Formule pentru calcularea pierderii de energie (presiune). 7. Rezistența hidraulică locală, formula de bază. 8. Dependența coeficientului de rezistență locală pe numărul Reynolds și parametrii geometrici. 9. Rezistența în lungime, formula de bază pentru calcularea pierderilor. 10. Zonele hidraulice rezistențelor experimente Nikuradse, Murin. 11. Cel mai frecvent utilizat formula pentru calculul coeficientului de frecare hidraulic.articole similare