Гидравлические сопротивления
Изучение сопротивления движению жидкости, обуславливаемого трением и изменением конфигурации потока. Определение потерь напора по длине потока. Построение пьезометрической линии и линии пьезометрических напоров. Расчет средней скорости течения воды.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.10.2014 |
| Размер файла | 136,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Сопротивления движению жидкости, обуславливаемые трением (вязкостью), а также изменением конфигурации потока, называются гидравлическими сопротивлениями.
Установившееся движение жидкости в потоке может быть неравномерное и равномерное.
Равномерным называется вид установившегося движения, при котором элементы потока (скорости, живые сечения, глубины и пр.) не изменяются вдоль потока.
Как неравномерное, так и равномерное движение жидкости могут проявляться в двух формах: напорного и безнапорного движения.
Движение потока в трубе (водоводе) полным ее сечением, когда давление в жидкости больше атмосферного, называется напорным.
Движение потока со свободной поверхностью, давление над которой известно и одинаково на протяжении потока называется безнапорным. (Открытые русла, каналы, канализационные трубы с частичным заполнением трубы и т.д.)
Кроме известных из предыдущего элементов потока: расхода Q, средней скорости v, площади живого сечения , следует различать еще:
- смоченный периметр - ;
- гидравлический радиус - ;
- ширину потока на уровне свободной поверхности - B ;
- среднюю гдубину потока ;
- гидравлический уклон потока - потеря энергии потока (напора) на единицу длины потока .
При равномерном напорном движении жидкости гидравлический уклон равен пьезометрическому уклону:
,
а при равномерном безнапорном - геометрическому
.
Движение жидкости может проявляться в двух различных по структуре режимах - ламинарном и турбулентном. Режим движения жидкости зависит от числа Рейнольдса, которое может быть вычислено по диаметру d (для круглых труб)
или через гидравлический радиус R
.
Здесь - кинематический коэффициент вязкости м2/c;
- динамический коэффициент вязкости кгс.с/м2 ;
- плотность жидкости, кг.с2 /м4 (размерность в системе мкгcс).
По опытным данным Рейнольдса устойчивый ламинарный режим наблюдается (в рассматриваемом им случае напорного движения в трубах), когда число Red < 2300 (ReR < 575). Когда это число больше 2300 (575) - наблюдается турбулентный режим. Для открытых потоков ReRкр =300.
Потери напора по длине потока учитываются седьмым членом уравнения Бернулли - hw, при этом они подразделяются на два вида:
потери напора на трение по длине
;
потери от местных сопротивлений
,
где - коэффициент трения;
L - длина прямолинейного участка трубы;
d - внутренний диаметр трубы
- коэффициент сопротивления на трение по длине потока;
м.с. - коэффициент местного сопротивления;
- скоростной напор в трубе.
Рассмотрим несколько примеров задач гидродинамики.
Пример 1.
Определить расход воды Q в системе, указанной на рисунке. Построить пьезометрическую линию.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исходные данные:
H = 10 м; l1 = 25 м; d1 = 150 мм; l2 =10 м; d2 =125 мм; l3 =15 м;
d3 =125 мм; = 45.
В конце системы имеется вентиль обыкновенный.
Решение
Расход определяется по формуле
Коэффициент расхода системы
Для заданной системы
Площади поперечного сечения труб:
По справочным данным (приложение 2, таблицы П2.1 и П2.2):
коэффициенты трения
коэффициенты сопротивления:
- на входе в трубу
- на внезапном сужении
- на резком повороте при
- на вентиле обыкновенном
Расход
Скорости течения и скоростные напоры:
Потери напора:
- на входе в трубу
- на трение в первой трубе
- на внезапном сужении
- на трение во второй трубе
- на повороте трубы
на трение в третьей трубе
на вентиле обыкновенном
Проверка
0,664+0,162+1,531+0,100+1,600+0,232+2,397+3,320 =
=10,005 м 10 м = H.
Построение пьезометрической линии (линии падения напора) приведено на рисунке.
Пример 2.
Сифонный трубопровод диаметром d подает воду из одного резервуара в другой под напором H. В начале трубопровода установлен приемный клапан с сеткой, в конце - задвижка.
Определить расход воды, проходящей по сифону, а также абсолютное давление и вакуум в верхней точке сифона (сечение 3 - 3), расположенной на высоте h над уровнем воды в верхнем баке. Длина восходящей трубы сифона (до сечения 3 - 3) равна l1,нисходящей - l2.
Построить линию пьезометрических напоров.
Исходные данные:H = 5,0 м; h = 2,5 м; l1 = 20,0 м; l2 = 25,0 м; d =0,2м.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Решение
По справочным данным определяем коэффициенты сопротивлений и коэффициент трения
пр.к. = 10,0; задв = 5,0; = 0,0247;
Вычисляем коэффициент расхода
Площадь сечения трубы
м2.
Расход
м3 /с.
Средняя скорость течения воды в сифоне и скоростной напор
м/с.
м.
Потери напора
напор течение сопротивление поток
м;
м;
м;
м.
Проверка
Для определения давления и вакуума в сечении 3 - 3 составляем уравнение Бернулли. В качестве плоскости сравнения принимаем плоскость поверхности воды в верхнем резервуаре. Сечение 1 - 1 - поверхность воды в верхнем резервуаре, второе - сечение 3 - 3.
Далее имеем:
м вод. ст.
Вакуум в сечении 3 - 3
м вод. ст.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение зависимости сопротивления сети от скорости потока, расчет сопротивления для определенного значения. Принцип работы и внутреннее устройство насосной установки, определение расхода воды в зависимости от перепада давления на дифманометре.
курсовая работа [75,8 K], добавлен 21.02.2009Определение диаметра трубы сифона. Определение режима движения жидкости в коротком трубопроводе и нахождение области сопротивления. Построение напорной и пьезометрической линии при принятом диаметре трубы. Нахождение разности уровней воды в водоемах.
контрольная работа [189,5 K], добавлен 19.08.2013Особенности причин появления и расчет на трех участках по длине трубы коэффициента гидравлического трения, потерь давления, потерь напора на трение, местных потерь напора при описании прохождения воды в трубопроводе при условиях турбулентного движения.
задача [250,4 K], добавлен 03.06.2010Схема линий с распределенными параметрами. Телеграфные уравнения для синусоидального сигнала. Расчет постоянной сопротивления, мощности и коэффициента полезного действия линии. Напряжение и ток длинной линии без потерь. Длина электрической волны.
контрольная работа [535,8 K], добавлен 27.06.2013Определение мгновенных значений напряжения и тока. Комплекс входного сопротивления линии. Режимы и основные уравнения однородной линии без потерь. Понятие стоячих волн. Нахождение индуктивной и емкостной нагрузки, амплитуды падающей и отраженной волн.
презентация [390,7 K], добавлен 28.10.2013Гидравлические трубопроводные системы. Назначение и краткое описание конденсатной системы. Расчет потерь напора в конденсатной и всасывающей магистралях. Нахождение полного коэффициента сопротивления системы, полного напора насоса для ее разных расходов.
курсовая работа [303,5 K], добавлен 07.03.2015График нагрузки по продолжительности. Определение активного сопротивления линии передачи напряжением 35 кВ для провода АС-50. Нахождение потерь реактивной мощности. Расчет линии передач. Экономическая плотность тока и сечения для левой и правой сети.
контрольная работа [83,9 K], добавлен 16.01.2011Потери напора на трение в горизонтальных трубопроводах. Полная потеря напора как сумма сопротивления на трение и местные сопротивления. Потери давления при движении жидкости в аппаратах. Сила сопротивления среды при движении шарообразной частицы.
презентация [54,9 K], добавлен 29.09.2013Сопло Лаваля как техническое приспособление, служащее для ускорения газового потока. Рассмотрение основных особенностей построения графика газодинамических функций давления, скорости. Этапы расчета параметров течения воздушного потока в сопле Лаваля.
контрольная работа [394,1 K], добавлен 10.01.2013Механизм процесса теплоотдачи при кипении воды. Зависимость теплового потока от температурного напора (кривая кипения). Описание устройства измерительного участка. Измерение теплового потока и температурного напора. Источники погрешностей эксперимента.
лабораторная работа [163,2 K], добавлен 01.12.2011Теория движения жидкости. Закон сохранения вещества и постоянства. Уравнение Бернулли для потока идеальной и реальной жидкости. Применение уравнения Д. Бернулли для решения практических задач гидравлики. Измерение скорости потока и расхода жидкости.
контрольная работа [169,0 K], добавлен 01.06.2015Расчет потерь напора при турбулентном режиме движения жидкости в круглых трубопроводах и давления нагнетания насоса, учитывая только сопротивление трения по длине. Определение вакуума в сечении, перемешивания жидкости, пульсации скоростей и давлений.
контрольная работа [269,2 K], добавлен 30.06.2011Подогреватели сетевой воды вертикальные. Расчет средней температуры воды. Определение теплоемкости воды, теплового потока, получаемого водой. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы. Теплофизические параметры конденсата при средней температуре конденсата.
курсовая работа [507,5 K], добавлен 28.11.2012Изучение конструктивных особенностей резервуара для хранения нефтепродуктов. Построение переходной характеристики объекта при условии мгновенного изменения величины входного потока. Определение уровня жидкости в резервуаре нефтеперекачивающей станции.
реферат [645,4 K], добавлен 20.04.2015Определение расхода охладителя для стационарного режима работы системы и расчет температуры поверхностей стенки со стороны газа и жидкости. Расчет линейной плотности теплового потока, сопротивления теплопроводности, характеристик системы теплоотвода.
курсовая работа [235,2 K], добавлен 02.10.2011Расчет затрат тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Определение диаметра трубопровода, числа компенсаторов, потерь напора в местных сопротивлениях, потерь напора по длине трубопровода. Выбор толщины теплоизоляции теплопровода.
контрольная работа [171,4 K], добавлен 25.01.2013Регулирование скорости тягового электродвигателя при изменении магнитного поля. Пересчет характеристик при изменении магнитного поля и смешанном возбуждении. Особенности магнитного потока при шунтировании сопротивления и изменением числа витков обмотки.
презентация [321,9 K], добавлен 14.08.2013Задачи расчёта трубопроводов с насосной подачей: определение параметров установки, выбор мощности двигателя. Определение величины потерь напора во всасывающей линии и рабочей точке насоса. Гидравлический расчет прочности нагнетательного трубопровода.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.02.2012Определение увеличение объема жидкости после ее нагрева при атмосферном давлении. Расчет величины и направления силы гидростатического давления воды на 1 метр ширины вальцового затвора. Определение скорости движения потока, давления при входе в насос.
контрольная работа [474,0 K], добавлен 17.03.2016Представление линии 500 кВ четырехполюсником, нахождение обобщенных постоянных с учетом и без учета потерь в линии. Определение параметров схемы замещения линии. Выбор мощности реактора по условиям выравнивания напряжения в режиме холостого хода линии.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.03.2017
