Теоретичні положення. Лабораторна робота проводиться на установці, що призначена для демонстрації основного рівняння гідравліки (рис

Лабораторна робота проводиться на установці, що призначена для демонстрації основного рівняння гідравліки (рис. 4.1). Для потоку реальної (в’язкої) рідини рівняння Бернуллі записується в наступному вигляді:

, (4.1)

де – відстань від довільно обраної горизонтальної площини до центру ваги і -того перерізу потоку;

– тиск в центрі ваги і -того перерізу;

– середня швидкість рідини в і -тому перерізі;

– коефіцієнт Коріоліса в і -му перерізі, що враховує нерівномірність розподілу швидкостей по перерізу і рівний відношенню дійсної кінетичної енергії до кінетичної енергії того ж потоку при рівномірному розподілі швидкостей. Звичайно його значення в каналах і трубопроводах змінюється в межах 1,05...1,10;

– сумарна гідравлічні втрати напору втрати напору між перерізами 1 і 2, обумовлена в’язкістю.

З енергетичної точки зору сума трьох доданків є повною питомою енергією рідини в і -тому перерізі або повним гідродинамічним напором. Двочлен – це питома потенціальна енергія, або п’єзометричний напор в і -тому перерізі, що складається з питомої енергії положення і питомої енергії тиску ; – питома кінетична енергія в і -тому перерізі або швидкісний напір; – втрати питомої енергії між перерізами 1 і 2.

З геометричної точки зору – геометрична висота; – п’єзометрична висота; – швидкісна висота.

Рис. 4.1. Лабораторна установка для перевірки рівняння Бернуллі і визначення втрат напору потоку рідини

Під час руху реальної рідини частина енергії потоку витрачається на подолання сил тертя між шарами рідини та між рідиною і стінками русла. Крім того, рух рідини часто супроводжується обертанням частинок, утворюються вихори. Тому частина повного напору втрачається, напір буде менший за напір на величину втрат:

. (4.2)

Зменшення повного напору по довжині називається гідравлічним похилом

(4.3)

де – довжина потоку між перерізами 1 та 2.

Відношення зміни п’єзометричного напору до довжини потоку називається п’єзометричним похилом:

(4.4)

Відношення зміни геометричної висоти до довжини потоку – геометричним похилом:

(4.5)

Геометричний і п’єзометричний похил можуть бути додатними, нульовими та від’ємними. Гідравлічний похил завжди додатній, остільки лінія повного напору постійно знижується вздовж потоку.

Поиск по сайту: