ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ.

 

Различают два вида гидравлических потерь: местные потери и потери на трение по длине. Местные потери напора происходят в так называемых гидравлических сопротивлениях, т.е. в местных изменениях формы и размеров русла. Местные потери выражаются формулой Вейсбаха:

h_м = ξ_м ^. (6)

 

 

где V – средняя скорость потока в сечении перед местным сопротивлением или за ним; ξ_М = безразмерный коэффициент местного сопротивления.

Числовое значение коэффициента ξ_М в основном определяется формой местного сопротивления, но иногда влияет число Рейнольдса, которое для труб диаметром d выражается формулой;

R_e = = (6)

 

где ν - кинематическая вязкость жидкости (м²/с).

При R_e < R_{е кр,} где R_{е кр} ≈ 2300 – режим движения ламинарный.

При R_e > R_{е кр} – режим течения турбулентный.

Потери напора на трение по длине l определяется общей формулой Дарси;

h_пр = λ ^. V²/2g (7)

 

где λ – безразмерный коэффициент на трение по длине и определяется в зависимости от режима течения:

при ламинарном режиме λ_л однозначно определяется число Рейнольдса, т.е.

λ_л = (8)

 

Потери давления от местных сопротивлений определяются выражением;

ΔP=ρg h_м (9)

 

ΔP= ξ_м ρ (10)

 

Если режим течения ламинарный, то потери давления по длине трубопровода считают по формуле Пуваейлля;

ΔP= ν ρ Q (11)

 

где ν – кинематическая вязкость жидкости; ρ – плотность жидкости; Q – расход жидкости через сечение трубопровода диаметром d.

Если режим течения турбулентный, то потери давления по дилне трубопровода считают по формуле Дарон-Вейсбаха;

ΔP= λ ρ (12)

 

 

Для гидравлических гладких труб; λ=0,315^.R_e^-0,2

 

Задача 3.1

Определить потери давления в трубопроводе, если известно, что давление на его входе P = 0,4 МПа и коэффициент местных потерь ξ₁ = 0,5;

ξ₂ = 4,24; ξ₃ = 0,2; ξ₄ = 1,5. Плотность жидкости ρ = 900 кг/ м³ . Средняя скорость жидкости во всех сечениях трубопровода принять равной V = 2 м/с. Потерями на трение по длине пренебречь.

Задача 3.2

Определить потери давления на участке трубопровода, представленного на рис. 3.2, если известна скорость движения потока жидкости V = 3 м/с и плотность жидкости ρ = 1000 кг/ м³ . Коэффициенты местных потерь ξ₁ = 6; ξ₂ = 1,2; ξ₃ = 1,7; ξ₄ = 0,8. ξ₅ = 6. Потерями на трение по длине пренебречь.

Задача 3.3

Определить давление на выходе трубопровода длиной l = 3м и диаметром d = 0,03 м, если расход трубопровода Q = 1,5 *10 ^-3 м³/с, коэффициент кинематической вязкости жидкости ν= 3* 10^-5 м²/с. Давление на входе трубопровода P = 0,4 МПа, ρ = 1000 кг/ м³ .

Задача 3.4

Определить потери давления в трубопроводе длиной l = 5м и диаметром d = 0,01 м, если расход трубопровода Q = 4 *10 ^-3 м³/с, коэффициент кинематической вязкости жидкости ν= 3,6* 10^-5 м²/с.

Задача 3.5

Трубопровод длиной l = 4 м и диаметром d = 0,05 м имеет расход Q = 1 *10 ^-3 м³/с, коэффициент кинематической вязкости жидкости

ν= 3* 10^-5 м²/с. Давление на входе трубопровода P = 0,5 МПа. В конце участка трубопровода установлен патрубок с местными сопротивлениями. Коэффициенты местных потерь ξ₁ = 0,5; ξ₂ = 0,8; ξ₃ = 1,2; ρ = 800 кг/ м³ . Определить потери давления.