Потери напора по длине трубопровода при равномерном установившемся движении

Вязкость.При движении реальных (вязких) жидкостей в них возникают внутренние напряжения, обусловленные силами внутреннего трения жидкости. Вязкость жидкости в значительной степени зависит от температуры и давления. Следует заметить, что потери напора и по длине и в местных гидравлических сопротивлениях существенным образом зависят от так называемого режима движения жидкости.

Во многих случаях приближённо можно считать, что потери энергии при протекании жидкости через элемент гидравлической системы пропорциональны квадрату скорости жидкости. В то же время коэффициент гидравлического сопротивления при ламинарном режиме обычно получается больше, чем при турбулентном, поскольку для ламинарных режимов характерны более низкие скорости.

Кроме этого закон сопротивления при ламинарном режиме является более сложным и исследован в меньшей степени. В гидравлике рассматриваются равновесие и движение капельных жидкостей. Кроме деформации сдвига внутреннее сопротивление в жидкости возникает и при объёмном сжатии жидкости, т.е. сжимаемая жидкость стремится восстановить состояние первоначального равновесия.

То есть в предположении, что скорость w по всему сечению потока одинакова, ζ=Δp/eторм, где eторм = ρw²/2 — энергия торможения единицы объёма потока относительно канала. На преодоление гидравлических потерь в различных технических системах затрачивается работа таких устройств, как насосы, воздуходувки. Иногда, напротив, требуется ввести гидравлическое сопротивление в поток. Для этого применяются дроссельные шайбы, редукционные установки, регулирующие клапаны.

Несмотря на различия, законы движения капельных жидкостей и газов при определённых условиях можно считать одинаковыми, например в случае, когда сжимаемостью газов можно пренебречь

Источником потерь во всех случаях является вязкость жидкости. Третья область — область больших Re и Δ/r0, где коэффициент λ не зависит от числа Re, а определяется лишь относительной шероховатостью (область расположена справа от пунктирной линии). Течение жидкости в конфузоре сопровождается увеличением скорости и падением давления.

Небольшое вихреобразование и отрыв потока от стенки с одновременным сжатием потока возникает лишь на выходе из конфузора в месте соединения конической трубы с цилиндрической. Закруглением входного угла можно значительно уменьшить потерю напора при входе в трубу. Конфузор с плавно сопряженными цилиндрическими и коническими частями называется соплом (рис.4.14).

Плавность поворота значительно уменьшает интенсивность вихреобразования, а следовательно, и сопротивление отвода по сравнению с коленом. Все выше изложенное относится к турбулентному движению жидкости. При ламинарном движении местные сопротивления играют малую роль при определении общего сопротивления трубопровода.

Жидкость-тело обладающее весьма большой подвижностью частиц. Рвак = Рат – Рабс и изменяется в пределах от нуля до атмосферного давления. По характеру молекулярных движений, а также по численным значениям межмолекулярных сил жидкости занимают промежуточное положение между газами и твердыми телами. По сравнению с газами жидкости и твердые тела малосжимаемы. Тепловое движение молекул газа — непрерывные скачкообразные перемены мест. Диффузия молекул жидкостей и газов обусловливает их общее свойство — текучесть.

Жидкость рассматривается как деформируемая система материальных частиц, непрерывно заполняющих пространство, в котором оно движется. Жидкая частица представляет собой бесконечно малый объем, в котором находится достаточно много молекул жидкости.

С – коэффициент Шези, зависящий от режима движения, коэффициента шероховатости и гидравлического радиуса. Если гидромеханическое давление в жидкости оказывается мень­ше, атмосферного, то, как принято говорить, в жидкости имеется ва­куум (разрежение).

Что еще посмотреть: