Общие сведения о потерях напора по длине и в местных сопротивлениях

При движении потока реальной жидкости происходят потери напора, так как часть его затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений.

Общие потери напора в потоке:

зависят от скоростного напора и коэффициента сопротивления системы определяющего число скоростей напоров, которым соответствуют потери напора.

Обычно гидравлические сопротивления подразделяются следующим образом:

Сопротивления по длине, возникающие при движении жидкости по всей длине равномерного потока и зависящие от его длины;

местные сопротивления, возникающие при неравномерном движении жидкости в отдельных местах потока (на различных фасонных участках трубопровода или русла в коленах, тройниках, задвижках, при внезапных сужениях или расширения потока и т. д.) и не зависящие от его длины.

По аналогии с потери напора по длине равномерного потока:

Где - коэффициент сопротивления по длине равномерного потока.

Потери напора в зонах местных сопротивлений могут быть найдены по формуле Вейсбаха: ; Где - коэффициент местного сопротивления,

Преобразуем формулу и получаем коэффициент Дарси - Вейсбаха для определения потерь напора по длине в круглой цилиндрической трубе:

Где - коэффициент Дарси или коэффициент гидравлического трения; длина трубы; v — средняя скорость потока; d - внутренний диаметр трубы; -ускорение свободного падения.

В гидравлике для определения сопротивления также используют формулу Шези:

; Где

Формула Шези широко используется для расчетов безнапор­ных потоков, гидравлический уклон которых равен уклону дна русла.

Для определения коэффициентов λ и С существует целый ряд формул, некоторые из которых приводятся ниже при рассмотрении закономерностей ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости.

Общие потери напора в трубопроводе или в открытом русле определяют арифметическим суммированием потерь напора на прямолинейных участках и в местных сопротивлениях. Этот метод называется принципом наложения (сложения) потерь.

РЕЖИМ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ. ЧИСЛО РЕЙНОЛЬДСА.

Режимы движения жидкости

Движение потока жидкости находятся в одном из двух режимов:

1) Прямолинейное упорядоченное движение частиц жидкости когда в потоке присутствует только один вектор скорости движения частиц вдоль оси потока – этот режим называется ламинарным

2) Хаотичное движение жидкости при котором в котором элементарные струйки перемешаны. – турбулентный режим

Число Рейнольдса

Рейнольдс установил критерий позволяющий установить режим движения жидкости.

Где - кинематическая вязкость жидкости

Число Рейнольдса соответствующее переходу ламинарного режима в турбулентный находится в интервале

При – режим движения ламинарный

При – режим движения турбулентный