Потери напора по длине трубопровода при равномерном установившемся движении





Как показывают исследования, при ламинарном течении жидкости в круглой трубе максимальная скорость находится на оси трубы. У стенок трубы скорость равна нулю, т.к. частицы жидкости покрывают внутреннюю поверхность трубопровода тонким неподвижным слоем. От стенок трубы к ее оси скорости нарастаю плавно. График распределения скоростей по поперечному сечению потока представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью - квадратичную параболу.

Рис. 4.3. Схема для рассмотрения ламинарного потока

Потеря давления в трубопроводе будет равна

Уравнение может быть преобразовано в универсальную формулу Вейсбаха-Дарси, которая окончательно записывается так:

где λ - коэффициент гидравлического трения, который для ламинарного потока вычисляется по выражению:

 

Закон Пуазёйля (иногда закон Гагена — Пуазёйля) — это физический закон установившегося течения вязкой несжимаемой жидкости в тонкой цилиндрической трубке.

где

· — перепад давления на концах капилляра, Па;

· — объёмный расход жидкости, м³/с;

· — радиус капилляра, м;

· — диаметр капилляра, м;

· — коэффициент динамической вязкости, Па·с;

· — длина капилляра, м.

 

Потери напора при турбулентном режиме движения жидкости. Определение коэффициента сопротивления Дарси при турбулентном режиме движения при различных числах Рейнольдса и относительной шероховатости труб (области гладкого трения, доквадротичного и квадротичного сопративления). График Никурадзе-Мурина.

Для турбулентного течения характерно перемешивание жидкости, пульсации скоростей и давлений. Если с помощью особо чувствительного прибора-самописца измерять пульсации, например, скорости по времени в фиксированной точке потока, то получим картину, подобную показанной на рис.4.4. Скорость беспорядочно колеблется около некоторого осредненного по времени значения υ оср, которое данном случае остается постоянным.

При турбулентном режиме движения жидкости в трубах эпюра распределения скоростей имеет вид, показанный на рис. 4.6. В тонком пристенном слое толщиной δ жидкость течет в ламинарном режиме, а остальные слои текут в турбулентном режиме, и называются турбулентным ядром. Таким образом, строго говоря, турбулентного движения в чистом виде не существует. Оно сопровождается ламинарным движением у стенок, хотя слой δ с ламинарным режимом весьма мал по сравнению с турбулентным ядром.

Рис. 4.6. Модель турбулентного режима движения жидкости

Основной расчетной формулой для потерь напора при турбулентном течении жидкости в круглых трубах является уже приводившаяся выше эмпирическая формула, называемая формулой Вейсбаха-Дарси и имеющая следующий вид:

 

Гидравлически гладкие трубы (турбулентный режим).

Гидравлически гладкие трубы – это трубы, в которых величина выступов шероховатости не влияет на характер распределения скоростей и на величину потерь напора (стеклянные, цельнотянутые трубы из цветных металлов, высококачественные бесшовные стальные трубы, то есть топливопроводы, трубы гидросистем гидроприводов).

Для развитого турбулентного течения (4000 < Re < 105) можно пользоваться формулой Блазиуса

или Конакова

III. Доквадратичное сопротивление (турбулентный режим).

Этот режим наблюдается, когда толщина пристенного ламинарного слоя dл примерно равна величине эквивалентной равномерно-зернистой шероховатости Dэ. Значения Dэ для различных типов труб можно найти в справочной литературе.

Для этого режима , где d – диаметр трубы, можно применить формулу Альтшуля:

IV. Квадратичное сопротивление (режим турбулентный).

Этот режим наблюдается при Re > 500 . Наиболее универсальна формула Прандтля-Никурадзе:

 





Читайте также:
Основные этапы развития астрономии. Гипотеза Лапласа: С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно...
Основные понятия туризма: Это специалист в отрасли туризма, который занимается...
Методика расчета пожарной нагрузки: При проектировании любого помещения очень важно...
Назначение, устройство и принцип работы автосцепки СА-3 и поглощающего аппарата: Дальнейшее развитие автосцепки подвижного состава...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.018 с.