Критерий подобия Рейнольдса, Фруда, Эйлера, Вебера

Рис. 1.3

Влияние температуры на вязкость жидкости можно оценивать следующей формулой

где u и u0 – значения вязкости при температурах T и T0;

l - коэффициент, значение которого для масел меняется в пределах 0,02 – 0,03.

Вязкость жидкостей зависит также от давления, однако эта зависимость существенно проявляется лишь при относительно больших изменениях давления, порядка нескольких сотен кГ/см².

Из закона трения, выражаемого уравнением , следует, что напряжения трения возможны только в движущейся жидкости, т. е. вязкость жидкости проявляется при ее течении. В покоящейся жидкости касательные напряжения будем считать равными нулю.

u-коэфф. Вязкости.

2)Плотность жидкости. Плотностью жидкости ρ называется ее масса, заключенная в единице объема:

где m — масса жидкости; W — объем жидкости.

Единица измерения плотности — кг/м³.

Так как вода является наиболее распространенной в природе жидкостью, в качестве примера количественного значения параметра, определяющего то или иное свойство жидкости, будем приводить значение рассматриваемого параметра для воды. Плотность воды при 4 °С ρ_в = 1000 кг/м³. Плотность жидкости уменьшается при увеличении температуры. Однако для воды эта закономерность справедлива только с 4 °С, в чем проявляется одно из аномальных свойств воды.

Относительной плотностью вещества называют отношениеплотности исследуемого вещества к плотности эталонного вещества. В качестве эталонной жидкости чаще всего используют дистиллированную воду, плотность которой при +20 °C равна 998,203 кг/м³, а при температуре максимальной плотности (+4 °C) составляет 999,973 кг/м³.

3) 1. Силы массовые. По-другому эти силы называют силами, распределенными по массе: на каждую частицу с массой ?M = ?W действует сила ?F, в зависимости от ее массы.

Пусть объем ?W содержит в себе точку А. Тогда в точке А:

где FА – плотность силы в элементарном объеме.

Плотность массовой силы – векторная величина, отнесена к единичному объему ?W; ее можно проецировать по осям координат и получить: Fx, Fy, Fz. То есть плотность массовой силы ведет себя, как массовая сила. Примерами этих сил можно назвать силы тяжести, инерции (кориолисова и переносная силы инерции), электромагнитные силы. Однако в гидравлике, кроме особых случаев, электромагнитные силы не рассматривают.

2. Поверхностные силы. Таковыми называют силы, которые действуют на элементарную поверхность ?w, которая может находиться как на поверхности, так и внутри жидкости; на поверхности, произвольно проведенной внутри жидкости. Таковыми считают силы: силы давления которые составляют нормаль к поверхности; силы трения которые являются касательными к поверхности. Если по аналогии (1) определить плотность этих сил, то:

нормальное напряжение в точке А:

касательное напряжение в точке А:

И массовые, и поверхностные силы могут быть внешними, которые действуют извне и приложены к какой-то частице или каждому элементу жидкости; внутренними, которые являются парными и их сумма равна нулю.

4) В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна. P = P₀ + ρgh

5)Нью́тоновская жи́дкость (названная так в честь Исаака Ньютона) — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течениизакону вязкого трения Ньютона, то есть касательное напряжение и градиент скорости в такой жидкости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость^[1][2][3]. Простое уравнение, описывающее силы вязкости в ньютоновской жидкости, во многом определяющие ее поведение, основано на сдвиговом течении: ,

где:

· — касательное напряжение, вызываемое жидкостью, Па;

· — динамический коэффициент вязкости — коэффициент пропорциональности, Па·с;

· — производная скорости в направлении, перпендикулярном направлению сдвига, с⁻¹

Неньюто́новской жи́дкостью называют жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости.^[1][2]Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры. Простейшим наглядным бытовым примером может являться смесь крахмала с небольшим количеством воды. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше её [жидкости] вязкость.

6)

— Давление

— Давление внешней среды

— Плотность жидкости

— Глубина, на которую погружено тело (Глубина, где определяется давление)

7) Напо́р (в гидравлике и гидромеханике) — физическая величина, выражающая удельную, приходящуюся на единицу веса, механическую энергию потока жидкости в данной точке^[1]. Единица измерения напора в Международной системе единиц (СИ) — метр,

Механическая энергия в данном случае означает полную энергию за вычетом тепловой составляющей. Другими словами, напор - это полная энергия за вычетом тепловой энергии, которой наделен каждый ньютон веса жидкости. Полный запас удельной механической энергии потока (полный напор) определяется уравнением Бернулли и включает в себя:

· высоту рассматриваемой точки над плоскостью отсчёта (высотный напор в поле тяготения),

· давление жидкости, обусловленное упругим сжатием (гидростатический напор),

· давление жидкости, обусловленное скоростью потока (скоростной напор).

Вдоль потока напор уменьшается за счёт жидкостного трения. Разность напора (удельной механической энергии) в двух поперечных сечениях потока реальной жидкости называется потерянным напором (гидравлическими потерями, утратами напора). Понятие о напоре используется при проектировании гидротехнических сооружений и решении многих задач гидравлики и гидродинамики. При использовании метода электрогидравлических аналогий гидравлический напор аналогичен электрическому напряжению (в то время как подача аналогичнасиле тока). Потерянный напор аналогичен падению напряжения.

8) Перейдем к рассмотрению так называемого относительного покоя жидкости. Под этим определением подразумевается, что частицы жидкости, заключенной в некотором сосуде, не имеют перемещений друг относительно друга и вся масса жидкости покоится относительно стенок сосуда, следовательно, относительно жестко связанных с сосудом координатных осей, в то же время сосуд перемещается произвольным образом относительно неподвижной системы отсчета. Из основ механики известно, что законы, описывающие абсолютный или относительный покой (а также абсолютное или относительное движение), не различаются между собой, если подвижная система отсчета перемещается относительно неподвижной инерциальным образом, т.е. прямолинейно и равномерно. Рассмотрим два примера относительного покоя жидкости.

10) Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона — математическое выражение, связывающее касательное напряжение внутреннего трения (вязкость) и изменение скорости среды в пространстве (скорость деформации) для текучих тел (жидкостей и газов):

где величина называется коэффициентом внутреннего трения или коэффициентом динамической вязкости (единица СГС — пуаз); с физической точки зрения она представляет собой удельную силу трения при градиенте скорости, равном единице.

В технике, в частности, при расчёте гидроприводов и в триботехнике, часто приходится иметь дело с величиной:

эта величина получила название кинематической вязкости, единица СГС — Стокс. Здесь — плотность среды; — коэффициент динамической вязкости.

Закон Ньютона может быть получен аналитически и приёмами физической кинетики, где вязкость рассматривается обычно одновременно степлопроводностью и соответствующим законом Фурье для теплопроводности. В кинетической теории газов коэффициент внутреннего трения вычисляется по формуле

где — средняя скорость теплового движения молекул, − средняя длина свободного пробега.

11) Рассмотрим виды движения жидкости.

Неустановившееся движение - такое, при котором в каждой дан­ной точке пространства скорость движения и гидродинамическое дав­ление с течением времени изменяются, т.е. можно записать что u и p за­висят не только от местонахождения точки, но и от времени, в течение которого рассматривается движение. u=f₁{x,y,z,t);p= f₂(x,y,z,t).

Установившееся движение - такое, при котором в каждой точке ско­рость и гидродинамическое давление с течением времени не изменяются, но в разных точках они могут быть различными, т.е. u и p зависят толь­ко от координат рассматриваемых точек: u = φ₁(x,y,z); p = φ₂(x,y,z). Установившееся движение наблюдается, например, при истечении воды из резервуара при неизменной отметке свободной поверхности. Установившееся движение подразделяется на равномерное и не­равномерное.

Равномерное движение характеризуется тем, что скорости, форма и площадь сечения потока не изменяются по длине.

Неравномерное движение отличается изменяемостью скоростей, глубин, площадей сечений потока по его длине. Из неравномерных движений следует отметить плавно изменяющи­еся движения, характеризующееся тем, что

а) линии тока имеют малую кривизну;

б) линии тока почти параллельны, вследствие чего живое сечение можно считать плоским;

в) давления в плоскости живого сечения распределяются по гид­ростатическому закону.

Напорное движение происходит в тех случаях, когда поток ограни­чен твердыми поверхностями со всех сторон, при этом в любой точке потока гидродинамическое давление отличается от атмосферного и может быть больше или меньше атмосферного. Движение в этом слу­чае происходит под действием давления (напора), создаваемого, нап­ример, насосом или водонапорной башней, - движение в водопровод­ных и других трубах.

Безнапорное движение отличается тем, что поток имеет свободную поверхность, находящуюся под атмосферным давлением. Безнапорное движение происходит под действием сил тяжести.

12)Гидродинамика изучает законы движения жидкостей и взаимодействия их с соприкасающимися телами [4]. В теоретической гидродинамике принята струйная модель потока жидкости, где элементарная струйка представляет собой часть потока бесконечно малого сечения. Причём, скорость частиц жидкости в пределах сечения струйки одинакова. Для описания геометрии потока используются следующие кинематические элементы:

-живое сечение;

- смоченный периметр;

- гидравлический радиус.

Живое сечение ω - это поперечное сечение потока, нормальное ко всем линиям тока его пересекающим (рис. 4.1).

Смоченный периметр c - линия, по которой жидкость соприкасается с поверхностями русла (рис. 4.2).

Рис. 4.1

Рис. 4.2

Отметим, что при напорном движении жидкости в трубе жидкость занимает весь внутренний объём и смоченный периметр равен геометрическому параметру трубы.

Геометрический радиус R – это отношение площади живого сечения к смоченному периметру, т.е.

, м

-    В гидравлике рассматривается струйчатая модель движения жидкости, т. е. поток считается состоящим из совокупности элементарных струек, имеющих различные скорости.
    Струйчатая модель или струйчатое представление о движении жидкости. В основе струйчатой модели лежит естественное представление о струйчатом характере движения жидкости. Предполагается, что жидкость движется отдельными струйками, тесно примыкающими друг к другу, в своей совокупности представляющими в целом поток жидкости. При рассмотрении струйчатой модели движения жидкости необходимо усвоить следующие понятия.   Уравнение неразрывности для целого потока жидкости. Напоминаем, что струйчатая модель движения жидкости представляет поток как совокупность прилегающих друг к другу струек. Живое сечение потока ш представляется как совокупность множества поперечных сечений струек ш, в каждой из которых местная скорость отлична от местных скоростейостальных струек. Поэтому в соответствии с (3-4) и (3-5), представив весьобъемный расход потока как сумму элементарных расходов составляющих его струек, мы имеем .Поток жидкости, состоящий из элементарных струек с перечисленными выше свойствами, называют струйчатой моделью движения жидкости. Аналитический метод. В основу аналитического метода положеныматематический анализ и модель струйчатого движения идеальной жидкости. Аналитический метод, используя абстрактную схему идеальной жидкости, иначе говоря жидкости, абсолютно несжимаемой и невязкой, т. е. лишенной сил внутреннего трения, дает возможность в чистом видевыразить основные закономерности и потом

13. Расход элементарной струйки – объем жидкости dV, проходящей через живое сечение струйки в единицу времени. Таким образом:

Если последнее выражение проинтегрировать по площади живого сечения потока можно получить формулу объёмного расхода жидкости, как сумму расходов элементарных струек

Применение этой формулы в расчетах затруднительно, так как расходы элементарных струек жидкости в разлчных точках живого сечения потока различны. Поэтому чаще используют среднюю скорость потока .

Уравнения объемного расхода во всех сечениях элементарной струйки

Аналогичные уравнения можно составить и для потока конечных размеров

15)

В зависимости от рода жидкости, скорости ее движения и характера стенок, ограничивающих поток, различают два основных режима движения: ламинарный и турбулентный. Ламинарным называют упорядоченное движение, когда отдельные слои скользят друг по другу, не перемешиваясь (рис. 26, а).

Ламинарный режим движения можно наблюдать чаще у вязких жидкостей, таких как нефть, масла и т. п.

Турбулентным называют режим, при котором наблюдается беспорядочное движение, когда частицы жидкости движутся по сложным траекториям и слои жидкости постоянно перемешиваются друг с другом.

Опыты показали, что переход от турбулентного режима к ламинарному происходит при определенной скорости (эта скорость называется критической),которая различна для разных жидкостей и диаметров труб; при этом критическая скорость растет с увеличением вязкости жидкости и с уменьшением диаметра труб. Рейнольдсом и рядом других ученых опытным путем было установлено, что признаком режима движения является некоторое безразмерное число, учитывающее основные характеристики потока

, (82)

где – скорость, м/сек; R - гидравлический радиус, м; v - кинематический коэффициент вязкости, м2/сек.

Это отношение называется числом Рейнолъдса. Значение числа Re, при котором турбулентный режим переходит в ламинарный, называют критическим числом Рейнолъдса ReKp.

Если фактическое значение числа Re, вычисленного по формуле (82), будет больше критического Re > ReKp – режим движения турбулентный, когда Re < ReKp – режим ламинарный.

Для напорного движения в цилиндрических трубах удобнее число Рейнольдса определять по отношению к диаметру d, т. е.

, (82')

где d – диаметр трубы.

В этом случае ReKp получается равным ~2300. Если в формуле (82') для трубопроводов круглого сечения d выразить через гидравлический радиус ,то получим ReKp=575. Для других трубопроводов и каналов некруглых сечений можно принимать значение критического числа Рейнольдса ReKp=300 (при вычислении Re через гидравлический радиус).

Критерий подобия Рейнольдса, Фруда, Эйлера, Вебера

величина

(8.1)

называется критерием механического подобия – критерием Ньютона. Из полученного следует, что для любых двух соответствующих точек подобных потоков натуры и модели значения критерия механического подобия – числа Ньютона – имеют одно и то же значение, т.е. Ne_н. = Ne_м.

Критерий Ньютона является математическим выражением основного закона гидродинамического подобия.

Критерий Ньютона Ne выражает зависимость между силами, массами, скоростями и линейными размерами в динамически подобных потоках в общем виде. В гидравлике приходится иметь дело главным образом с тремя видами сил: силой веса, силой давления и силой трения. В некоторых случаях приходится принимать во внимание силы поверхностного натяжения. При этом чаще всего в различных явлениях главную роль играет только один из этих видов сил. В общем, идеальном, случае полного подобия необходимо иметь подобие всех сил. Однако каждый их этих видов сил требует своих условий подобия, причем иногда несовместимых. Таким образом, удовлетворить основному условию подобия – равенству критериев Ньютона – не всегда возможно. В таких случаях необходимо обеспечить подобие того вида сил, который оказывается наиболее существенным в изучаемом явлении. Критерии частичного подобия можно получить из критерия Ньютона, подставив в него, например, вместо силы F силу трения , при этом получим условие подобия только сил трения (критерий Рейнольдса – Re), или силу тяжести G=mg – получим условие подобия только сил тяжести (критерий Фруда – Fr), или силу давления Р=р - условие подобия только сил давления (критерий Эйлера – Eu).

Подставим в выражение (8.1) силу трения Т:

.

Имея в виду, что , а в подобных системах

и ,

будем иметь

,

где - критерий Рейнольдса.

Таким образом, подобие сил трения в потоках, удовлетворяющих условиям геометрического, кинематического и материального подобия, будет только в том случае, если для каждой пары соответственных точек потока натуры и модели число Рейнольдса будет иметь одно и то же значение. В числе Рейнольдса за величину U может быть принята средняя скорость потока V, а за l - любая характерная линейная величина. Например, при изучении законов движения жидкости в трубах применяется диаметр трубы d или гидравлический радиус R. При этом число Рейнольдса будет представлено в виде

; .

Следует иметь в виду, что для подобия двух явлений существенно не численное значение критерия, а лишь его равенство для потоков натуры и модели.

Подставив в выражение (8.1) силу тяжести G = mg, получим

или после сокращения

,

где - критерий (число) Фруда.

Иногда число Фруда выражают через среднюю скорость:

.

Равенство числа Фруда (Fr) в соответствующих точках потоков, удовлетворяющих геометрическому, кинематическому и материальному подобию, обеспечивает подобие сил тяжести. За величину l может быть принята любая характерная линейная величина.

Подставив в выражение (8.1) силу давления Р = р , получим

.

Имея в виду, что и, кроме того, в геометрически подобных системах , найдем

,

где - критерий (число) Эйлера.

Числу Эйлера придают несколько иной вид, введя вместо абсолютного давления р разность давления Δр:

.

Число Эйлера играет большую роль в исследовании явлений, связанных с кавитацией. В этом случае за Δp принимается Δp = p - р_п, где р_п – давление парообразования. Число k=2Еu называется числом кавитации. Таким образом, равенство чисел Эйлера обеспечивает в динамически подобных потоках подобие сил давления.

В некоторых гидравлических исследованиях существенное значение имеет поверхностное натяжение. Для получения соответствующих условий подобия можно также исходить из критерия Ньютона, подставляя в него значение силы поверхностного натяжения F= , где σ - коэффициент поверхностного натяжения. Преобразования, не отличающиеся от предыдущих, позволяют получить число Вебера – критерий подобия сил поверхностного натяжения в виде

,

где l - характерная линейная величина.

17.Наблюдения показывают, что в природе существует два разных движения жидкости:
1. слоистая упорядоченная течение - ламинарный движение, при котором слои жидкости скользят друг друга, не смешиваясь между собой
2. турбулентная неурегулированная течение, при котором частицы жидкости движутся по сложным траекториям, и при этом происходит перемешивание жидкости.
От чего зависит характер движения жидкости, установил Рейнольдс в 1883 году путем. Эксперименты показали, что переход от ламинарногоруху жидкости к турбулентному движению происходит при определенной скорости (критическая скорость), которая для труб различных диаметров неодинакова: при увеличении диаметра она увеличивается, критическая скорость так же увеличивается при увеличении вязкости жидкости. Рейнольдс вывел общие условия существования ламинарного и турбулентных режимов движения жидкости. По Рейнольдсу режима движения жидкости зависят от безразмерного числа, которое учитывает основные, определяющие это движение: среднюю скорость, диаметр трубы, плотность жидкости и ее абсолютную вязкость. Это число называется числом Рейнольдса:

Число Рейнольдса, при котором происходит переход от одного режима движения жидкости в другой режим, называется критическим . При числе Рейнольдса наблюдается ламинарный режим движения, при числе Рейнольдса - турбулентный режим движения жидкости. Чаще критическое значение числа принимают равным , это значение соответствует переходу движения жидкости от турбулентного режима к ламинарного. При переходе от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному критическое значение имеет большее значение. Критическое значение числа Рейнольдса увеличивается в трубах, сужаются, и уменьшается в тех, что расширяются. Это объясняется тем, что при сужении поперечного сечения скорость движения частиц увеличивается, поэтому тенденция к поперечного перемещения уменьшается.

18.Жидкость по трубопроводу движется благодаря тому, что ее энергия в начале трубопровода больше, чем в конце. Этот перепад уровней энергии может создаваться несколькими способами: работой насоса, разностью уровней жидкости, давлением газа.

Рассмотрим простой трубопровод постоянного сечения, который расположен произвольно в пространстве (рис. 6.1), имеет общую длину l и диаметр d, а также содержит ряд местных сопротивлений (вентиль, фильтр и обратный клапан). В начальном сечении трубопровода 1-1 геометрическая высота равна z₁ и избыточное давление Р₁, а в конечном сечении 2-2 - соответственно z₂ и Р₂. Скорость потока в этих сечениях вследствие постоянства диаметра трубы одинакова и равна ν.

Рис. 6.1. Схема простого трубопровода

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2. Поскольку скорость в обоих сечениях одинакова и α₁ = α₂, то скоростной напор можно не учитывать. При этом получим

или

Пьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения, назовем потребным напором Н_потр. Если же эта пьезометрическая высота задана, то ее называют располагаемым напором Н_расп. Такой напор складывается из геометрической высоты H_потр, на которую поднимается жидкость, пьезометрической высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе.

Назовем сумму первых двух слагаемых статическим напором, который представим как некоторую эквивалентную геометрическую высоту

а последнее слагаемое Σh - как степенную функцию расхода

Σ^{h = KQm}

тогда

H_потр = H_ст + KQ^m

где K - величина, называемая сопротивлением трубопровода;
Q - расход жидкости;
m - показатель степени, который имеет разные значения в зависимости от режима течения.

Для ламинарного течения при замене местных сопротивлений эквивалентными длинами сопротивление трубопровода равно

где l_расч = l + l_экв.

Численные значения эквивалентных длин l_экв для различных местных сопротивлений обычно находят опытным путем.

Для турбулентного течения, используя формулу Вейсбаха-Дарси, и выражая в ней скорость через расход, получаем

По этим формулам можно построить кривую потребного напора в зависимости от расхода. Чем больше расход Q, который необходимо обеспечить в трубопроводе, тем больше требуется потребный напор Н_потр. При ламинарном течении эта кривая изображается прямой линией (рис.6.2, а), при турбулентном - параболой с показателем степени равном двум (рис.6.2, б).

Рис.6.2. Зависимости потребных напоров от расхода жидкости в трубопроводе

Крутизна кривых потребного напора зависит от сопротивления трубопровода K и возрастает с увеличением длины трубопровода и уменьшением диаметра, а также с увеличением местных гидравлических сопротивлений.

Величина статического напора Н_ст положительна в том случае, когда жидкость движется вверх или в полость с повышенным давлением, и отрицательна при опускании жидкости или движении в полость с пониженным давлением. Точка пересечения кривой потребного напора с осью абсцисс (точка А) определяет расход при движении жидкости самотеком. Потребный напор в этом случае равен нулю.

Иногда вместо кривых потребного напора удобнее пользоваться характеристиками трубопровода.Характеристикой трубопровода называется зависимость суммарной потери напора (или давления) в трубопроводе от расхода:

Σ^{h = f(q)}

19. Под термином гидравлические сопротивления понимают силы трения, возникающие в реальной жидкости при ее движении. На преодоление гидравлических сопротивлений поток жидкости расходует часть энергии, которую называют гидравлическими потерями или потерями напора. Гидравлические потери зависят от режима движения жидкости, ее вязкости, от формы сечения русла и ее изменения, от шероховатости стенок. Общая сумма потерь напора h(пот) складывается из двух составляющих: 1) потерь напора по длине h(тр), которые являются результатом существования сил трения в равномерно движущемся потоке; 2) местных потерь напора h(м), возникающих при изменении скорости потока жидкости по величине или по направлению (вентиль, диафрагма, резкий поворот трубопровода, сужение или расширение). То есть: H(пот) = h(тр) + h(м), м. В гидравлике принят способ выражения гидравлических потерь полного напора в единицах длины (метрах) и в единицах давления (Паскалях). Для выражения потерь напора в единицах давления (Па) используют формулу: Δp(пот) = ρ ⋅ g ⋅ h(пот)

20. Целью гидравлического расчета является определение наиболее экономичных диаметров труб, скоростей движения воды и потерь напора в трубах при пропуске расчетных расходов воды. Основой для расчета является аксонометрическая схема водопровода. На ней выбирается диктующее водоразборное устройство и определяется диктующее направление (от диктующего водоразборного устройства до точки присоединения куличному водопроводу). Диктующее направление разбивается на расчетные участки (отрезки трубопровода, на которых не изменяются расход воды, диаметр и материал труб). Далее определяются расчетные расходы воды на участках, и производится гидравлический расчет сети. N - количество приборов, к которым подается вода через данный участок (определяется по аксонометрической схеме); qc0 - максимальный секундный расход холодной воды одним прибором (принимается согласно СниП2.04.04-85 и зависит от нормы водопотребления или расхода диктующего прибора;

Рс - вероятность действия приборов, определяется по формуле:

вероятность действия приборов

где qchR,u - норма расхода воды в час наибольшего водопотребления, л/ч;

u - количество потребителей, чел;

N - количество водоразборной арматуры, шт;

а - безразмерная величина, определяемая по приложению 4 СНиП в зависимости от величины N x Pc;

qc - максимальный секундный (расчетный) расход воды на участке, определяется по формуле:

максимальный секундный расчетный) расход воды

d - диаметр труб на участке (эту величину необходимо подбирать по таблицам гидравлического расчета);

v - скорость движения воды в трубопроводе на участке (0,8-1,2 м/с);

i - удельные потери напора на трение;

l - длина участка;

Kl - коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях;

Н - потери напора на участке, определяются по формуле:

Необходимо учесть, что на участке от ЦТП до наружного водопровода идет общий расход холодной и горячей воды, т. е. следует принимать значения на этом участке q0tot и Р tot. После определения диаметров на всех участках расчетной схемы необходимо подобрать водомер.

21. Трубопроводы бывают напорные и безнапорные, короткие и длинные, простые и сложные.

В зависимости от гидравлической схемы работы трубопроводы подразделяются на:

1 Простые трубопроводы, не имеющие ответвлений и изготовленные из труб одного или нескольких диаметров.2 Сложные трубопроводы – сети труб различного диаметра с магистральными линиями и ответвлениями (тупиковые, кольцевые).

Целью гидравлического расчета трубопроводов, как правило, является решение одной из трех задач:

1 Определение потери напора h пот при известных длине l, внутреннем диаметре d и расходе Q трубопровода.

2 Определение расхода трубопровода Q при заданных длине l,внутреннем диаметре d и потере напора hпот .

3 Определение необходимого диаметра трубопровода d при заданных длине l, расходе Q трубопровода и потере напора hпот .

При решении этих задач широко используется понятие расходная характеристика (модуль расхода) K. Эта величина соотносит потери напора hпот в трубопроводе с расходом жидкости Q:

Модуль расхода является справочной величиной, и зависит от конструктивных особенностей труб: диаметра, шероховатости поверхности и т.д