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