потери энергии в местных гидравлических сопротивлениях

Изменение характеристик потока жидкости, таких как скорость, направление движения, расход за счет слияния или разделения потоков и т.п., приводит к потерям энергии (напора, давления). Поскольку указанные изменения происходят на коротком участке, то такие потери называют местными. Элементы трубопроводов, в которых наблюдаются местные потери энергии называют местными сопротивлениями. К ним относят: клапаны, краны, всевозможные регуляторы расхода и давления, золотники, задвижки, повороты, колена, тройники, фильтры и т.п. Гидравлические потери принято разделять на два вида:

•потери на трение по длине — возникают при равномерном течении, в чистом виде — в прямых трубах постоянного сечения, они пропорциональны длине трубы;

•местные гидравлические потери — обусловлены т. н. местными гидравлическими сопротивлениями — изменениями формы и размера канала, деформирующими поток. Примером местных потерь могут служить: внезапное расширение трубы, внезапное сужение трубы, поворот, клапан и т. п.

18)

Запишем уравнение Бернулли для свободной поверхности (сечение 0 – 0) и сечения струи, где она приняла цилиндрическую форму (сечение 1 – 1):

Скоростью жидкости в сечении 0 – 0 можно пренебречь

Отсюда

где j – коэффициент скорости:

19) При истечении через отверстие начадки при переменном напоре особенно если речь идет о наполнении или опоражнении необходимого определить полное время истечения

t=2Ω/(μ*S√(2g*H))*√(H1)-√H2

Время опорожения (наполнения) резервуара

Ω- площадь резервуара

S – площадь отверстия

H1, H2 –начальный и конечный напор

Н1=Н

Н2=0

20) Исходными уравнениями для гидравлического расчета являются уравнение Бернулли и уравнение неразрывности. Рассмотрим истечение жидкости из простого короткого трубопровода в атмосферу. Напишем уравнение Бернулли для сечения 1–1 и 2–2 относительно плоскости отсчета 0–0 (рис.7):

21)

Дано

B=1.5 M

M=1.0

Q=3.5m^3/c

H=1.2m

N=0.018

I=?

Решение

S=bh+mh^2=1.2*1.5+1*1.2^2=3.24m

X=b+2h√(1+m^2)=1.5+2*1.2√(1+1^2)=4.9m

Rгидр=S/X=3.24/4.9=0.66m

C=1/n Rгидр=1/0.018*0.66=51.8

Q=S*C √Rri

I=Q^2/(S^2*C^2*Rr) =〖3.5〗^2/(3.24^2 *51.8^2 *0.66)=0.00018

22)

Q=5м/с

I=0.0005

B=1,5 м

N=0.02

M=1.0

h-?

S=bh+mh^2

X=b+2h√1+m^2

C=1/n R^0,166

R=s/x

24) Последовательное и параллельное соединение трубопроводов.

паследовательное

При подаче жидкости по такому трубопроводу расход во всех послед. соединенных трубах один и тот же, а полная потеря напора равна сумме потерь напора во всех последовательно соединенных трубах, т. е. имеем следующие основные уравнения: Q1=Q2=Q3 = Q, Σh = Σh1 + Σh2 + Σh3

Параллельное соединение.

Очевидное уравнение: Q = Q1 + Q2 + Q3

Отсюда делаем следующий важный вывод: Σh = Σh1 = Σh2 = Σh3,

т. е. потери напора в параллельных трубопроводах равны между собой.

23) Расчет трубопроводов

Задачи расчета трубопроводов.

Требуются решать следующие задачи:

1) требуется определить расход потока Q, при этом заданы напор Н; длина трубы l; шероховатость трубы?; плотность жидкости r; вязкость жидкости V

2) требуется определить напор Н. Заданы расход потока Q; параметры трубопровода: длина l; диаметр d; шероховатость?; параметры жидкости:? плотность; вязкость

3) требуется определить необходимый диаметр трубопровода d. Заданы расход потока Q; напор Н; длина трубы l; ее шероховатость?; плотность жидкости?; ее вязкость V. Методика решений задач одна и та же: совместное применение уравнений Бернулли и неразрывности.

Напор определяется выражением:

Расход жидкости,

поскольку J = H / l

Важной характеристикой трубопровода является величина, которая объединяет некоторые параметры трубопровода, исходя из диаметра трубы Этот параметр k называют расходной характеристикой:

Если начинать наблюдение с самого начала трубопровода, то увидим: некоторая часть жидкости, не изменяясь, доходит до конца трубопровода транзитом.

Пусть это количество будет Qт (транзитный расход).

Жидкость по пути частично раздается потребителям: обозначим эту часть как Qp (путевой расход).

С учетом этих обозначений, в начале трубопровода

Q = Qт+ Qp,

соответственно, в конце расход потока

Q – Qp= Qт.

Что касается напора в трубопроводе, то:

25)Гидравлическим ударом называется колебательный процесс, возникающий в трубопроводе при внезапном изменении скорости жидкости, например при остановке потока из-за быстрого перекрытия задвижки (крана). Этот процесс очень быстротечен и характеризуется чередованием резкого повышения и понижения давления, что может привести к разрушению гидросистемы. Это вызвано тем, что кинетическая энергия движущегося потока при остановке переходит в работу по растяжению стенок труб и сжатию жидкости. Наибольшую опасность представляет начальный скачок давления. Способы защиты от гидроудара Понимание теории гидроудара позволяет определить основные способы защиты от этого явления. Для предотвращения появления ударной волны используются: 1.Уменьшение скорости движения жидкости.2.Увеличение диаметра трубопровода.3.Плавное открытие/закрытие затворов, плавный пуск/остановка насосов. В случае, если гидроудар произошел, можно уменьшить его разрушительную силу путем гашения и рассеивания энергии ударной волны: 1.Установка специальных демпфирующих устройств.2.Применение упругих материалов в трубах и иных элементах трубопровода.

26) Гидравлической струей называется поток жидкости, не имеющий твердых границ. В гидромеханизации в основном применяются незатопленные гидравлические струи, т. е. струи воды, вытекающие из насадка в атмосферу. При подводной разработке грунтов струя воды оказывается затопленной, поскольку ее окружает однородная с ней среда. Основное назначение струй в гидромеханизации — разрушение грунтов, различных горных пород и залежей полезных ископаемых. Гидравлические струи для гидромеханизации создаются гидромониторами. Окончательное формирование струи в гидромониторе осуществляется насадком — коротким коноидальным патрубком, закрепляемым на конце ствола гидромонитора. Качество и структура гидромониторной струи определяются давлением перед гидромониторным насадком, диаметром выходного сечения насадка, профилем насадка, качеством обработки его и условиями подвода воды к насадку. Обязательным условием является отсутствие воздуха в подводимой к насадку жидкости. По давлению перед насадком гидравлические струи подразделяются на следующие категории: до 15 кгс/см2 — струи низкого давления; 15—50 кгс/см2 — среднего давления; 50 — 600 кгс/см2 — высокого давления; более 600 кгс/см2 — сверхвысокого давления. Хотя такое деление кажется условным, оно имеет некоторое физическое обоснование.

Поиск по сайту: