6. előadás.
A Bernoulli-egyenletben szereplő fajlagos energia (nyomás) veszteségek
,
a hidraulikus ellenállás következményei.
Hidraulikus ellenállás - súrlódási erők, amelyek a folyadékban annak mozgása során jelennek meg és nyomásveszteséget okoznak.
Válassza ki a következő legnagyobb csőméretet. Ezért ennek az alkalmazásnak két lehetősége van. A szivattyún megkövetelt maximális emelőmagasság = statikus szerelvények súrlódó fejjel. Válassza ki a megfelelő vagy a következő legnagyobb csőméretet. Ha a nyomóvezeték keresztezi a kiválasztott csőméretet, kövesse azt a 100 m csőhosszonkénti emelési veszteség meghatározásához. Kiszámítja teljes veszteség súrlódás a csőben.
Az ábráról azonosítsa a csővezetékben használt különböző szerelvények típusát és számát. Ebben a példában nincs előirányozva a megnövekedett kibocsátás a nyomásosztály kiválasztásakor. A nyomásmentes csöveket úgy tervezték, hogy teljes mértékben működjenek a várható maximális áramlási feltételek mellett. A csövek azonban jelentős ideig a teljes áramlástól eltérő körülmények között működnek, és ilyen körülmények között nyitott csatornaként működnek, ahol szabad folyadék jut a levegő felszínére.
Az energiaveszteség áramlással történő meghatározása szinte minden hidraulikus számításnál az egyik legfontosabb kérdés. Ennek a kérdésnek a mérlegelésekor szem előtt kell tartanunk az álló csatornában (csőben, csatornában) elhelyezkedő áramlás energiaveszteségét, amelyet csak a folyadékban mozgása során fellépő (külső és belső) súrlódási erők munkája okoz. A Bernoulli-egyenlet ezt a fajlagos energiaveszteséget (nyomásveszteséget) veszi figyelembe.
Határozza meg az áramlási sebességet és az ürítést teljes áramlási feltételek mellett
Ezekben az esetekben meg kell fontolni a minimális szállítási sebesség fenntartását, hogy megakadályozzák a szilárd anyagok leülepedését és a csővezeték eltömődését. Az alábbi ábrából az alkatrész részfolyásánál az arányos mélységnél 44, az arányos rangnál 4 és az arányos sebességnél ha.
A folyadék csövön keresztüli áramlását a folyadékon belüli viszkózus nyírófeszültségek és a cső belső fala mentén áramló turbulencia akadályozza meg, amely a cső anyagának érdességétől függ. Ezt az ellenállást csősúrlódásnak nevezik, és általában a folyadékmagasság lábában vagy méterében mérik, ezért csősúrlódási fejveszteségnek is nevezik.
Kétféle fejvesztés létezik:
Fejvesztés a hossz mentén, jelölése;
Helyi nyomásveszteségek, kijelölt .
Nyomásveszteség a hossz mentén az áramlási energia azon része, amelyet a csatorna egyenes szakaszaiban (cső, csatorna) a súrlódás leküzdésére fordítanak, ahol a folyadék mozgása egyenletes vagy kissé egyenetlen (simán változik). Ez az energia hővé alakul, és az áramlás helyrehozhatatlanul elveszik.
Az évek során nagy mennyiségű kutatást végeztek különféle képletek felállítására, amelyek képesek kiszámítani a cső-cső veszteségeket. Ennek a munkának a nagy részét kísérleti adatokból fejlesztették ki. A cső teljes nyomásvesztesége számos tényezőtől függ, beleértve a folyadék viszkozitását, a cső belső átmérőjének nagyságát, a cső belső felületének belső érdességét, a csővégek közötti magasságváltozást. a cső hossza és a cső hossza, amelyen keresztül a folyadék áramlik.
A fellépő összmagasság-veszteséghez a csövön lévő szelepek és szerelvények is hozzájárulnak, azonban ezeket a módszerrel külön kell számolni a csőfal súrlódási veszteségeire. A Darcy-képlet, vagy a hozzá kapcsolódó Darcy-Weisbach egyenlet ma a legpontosabb csősúrlódási veszteség képletnek számít, és bár nehezebb kiszámítani és használni, mint más súrlódási veszteség képleteket, a számítógépek megjelenésével mára szabványos egyenlet mérnökök - hidraulikus mérnökök számára.
A helyi nyomásveszteség az energia azon része, amelyet szintén a súrlódás leküzdésére fordítanak, de olyan helyeken, ahol az áramlás éles deformáción megy keresztül, aminek következtében a folyadék egyenletes mozgása egy bizonyos, viszonylag kis területen megszakad.
Áramlási deformáció (sértés egyenletes mozgás) akkor fordul elő, amikor belép a csőbe, a csővezeték éles tágulása és összehúzódása során, olyan helyeken, ahol szelepek vannak felszerelve, a cső elforgatásakor stb.
Weisbach először javasolta azt az összefüggést, amelyet ma Darcy-Weisbach-egyenletként vagy Darcy-Weisbach-képletként ismerünk a cső súrlódási veszteségének kiszámítására. Végül megadtak egy módszert a pontos súrlódási együttható meghatározására, és ez ösztönözte a Darcy-Weisbach egyenlet alkalmazását, amely gyorsan a vízmérnökök által választott módszerré vált.
Ez önmagában odáig bővítette a Darcy-Weisbach formula használatát, hogy a legtöbb más egyenletet már nem használják. A megjelenés előtt személyi számítógépek A Hazen-Williams képlet rendkívül népszerű volt a csővezeték-mérnökök körében, viszonylag egyszerű számítási tulajdonságai miatt.
A fejveszteséget a hossz mentén A. Darcy - J. Weisbach képlete határozza meg:
Kerek hengeres csövekhez
Bármilyen keresztmetszetű csővezetékekhez
. (84)
A helyi nyomásveszteségeket Yu. Weisbach képletével határozzuk meg.
Hidraulikus ellenállás
Az ellenállás meghatározása a radiátor bemeneténél
Ezenkívül a Hazen-Williams egyenlet valójában jó eredményeket ad, ha a folyadék víz, és nagy pontatlanságokat okozhat, ha nem az. A Hazen-Williams képlet birodalmi formája. A súrlódási veszteség eredményei csak olyan folyadékokra vonatkoznak, amelyek kinematikai viszkozitása 13 centistoke, ahol az áramlási sebesség kisebb, mint 10 láb/s, és a cső átmérője nagyobb, mint 2 hüvelyk. Teljes súrlódási együttható.
Azt fogjuk tudni, hogy az egyetlen energia, amelyet a folyadék mozgása egy vezetőképesség mentén "elveszíthet", az a magasság vagy a nyomásterhelés miatt van, mivel a magasság egy olyan paraméter, amely az említett vezetőképesség topográfiai jellemzőitől függ, és a terhelés mértéke függ. csak az áramlási sebességen és természetesen a vizsgált vezetőképesség geometriáján.
Csővezetékben ( a. hidraulikus ellenállás; n. hidraulikus Widerstand; f. ellenállás-hidraulikus; És. perdida de presion por rozamiento) - ellenállás a csővezeték által biztosított folyadékok (és gázok) mozgásával szemben. G. s. a csővezeték szakaszon az „elveszett” nyomás ∆p értékével becsüljük meg, amely a fajlagos áramlási energiának azt a részét jelenti, amely visszafordíthatatlanul az ellenállási erők munkájára fordítódik. Folyamatos folyadék (gáz) áramlásnál egy kör alakú csővezetékben a ∆p (n/m 2) értékét a képlet határozza meg
Így azt tapasztaljuk, hogy a teljes magasság vagy energia a mozgás irányában a súrlódási veszteségek függvényében csökkenni fog, vagy más szóval a folyadékkal érintkező vezető felület ellenállása miatt mozgást fog kínálni onnan keresztül.
Elmélet a helyi ellenállásról
Nézzük meg, hogyan definiáljuk ezt a típusú veszteséget. Számos elméleti és empirikus egyenlet használható az adott csőszakaszon való áramláshoz kapcsolódó súrlódási veszteségek becslésére. A biztosítás legáltalánosabb felhasználási módjai között a következőket találjuk az irodalomjegyzékben.
Ahol λ - együttható. hidraulikus csővezeték ellenállása; u - átl. keresztmetszeti áramlási sebesség, m/s; D - belső csővezeték átmérő, m; L - csővezeték hossza, m; ρ - folyadék, kg/m3.
Helyi G. s. képlettel becsüljük meg 
ahol ξ - együttható. helyi ellenállás.
Operáció közben fővezetékek G. s. megnövekszik a paraffin (olajvezetékek), a víz felhalmozódása, a kondenzátum vagy a szénhidrogén gázhidrátok (gázvezetékek) képződése miatt. A G. s. időszakosan termelni belső tisztítás speciális csővezeték üregek kaparók vagy elválasztók. Cm. Hidraulikus szállítás is. V. A. Yufin.
Ezt az egyenletet használja a kiválóság a szabad felületi áramlás tanulmányozása során. Ez egy elméleti egyenlet, amelyet nyomásrendszerekben a súrlódási veszteségek kiszámítására használnak. Annak ellenére, hogy ez az egyenlet a klasszikus alapvető fizikában teljesen kidolgozott, így szinte bármilyen típusú folyadékra és különféle alkalmazásokra alkalmazható, alkalmazása nem bővült a súrlódási együttható számításának, az iterációk végrehajtásának vagy a numerikus módszereknek az összetettsége miatt. felbontás eléréséhez. Más szóval, akkoriban számos kutató tett sikeres javaslatot explicit kifejezések meghatározására a Darcy-Weisbach egyenlet súrlódási együtthatójának kiszámításához. Ráadásul manapság, a számítógépek és a kapcsolódó programok fejlődésével nem nehéz ezt az egyenletet felhasználni a vezetési súrlódási veszteségek kiszámítására. Hazen-Williams egyenlet. Ez egy empirikus egyenlet az építőmérnökökben a nyomóvezetékek súrlódási veszteségének kiszámításához.
- Manning egyenlete.
- Darcy-Weisbach.
Hegyi enciklopédia. - M.: Szovjet Enciklopédia. Szerkesztette: E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .
Nézze meg, mi a „hidraulikus ellenállás” más szótárakban:
- Határozza meg a csőátmérőt gravitációs rendszerekben.
- Ez a vízforrás és a lakossági központ közötti szellemek kialakítására vonatkozik.
hidraulikus ellenállás- Ellenállás a folyadék mozgásával szemben, ami a mechanikai áramlási energia elvesztéséhez vezet. [GOST 15528 86] hidraulikus ellenállás Ellenállás, amely a mozgó folyadékban külső vagy belső súrlódási erők hatására jelenik meg, és megnyilvánul ... Műszaki fordítói útmutató
Súrlódási veszteségek becslése a Hazen-Williams egyenlet segítségével
Manning egyenletét egy másik cikkben fogjuk kidolgozni, amikor szabad felületen ható vezetéseket kezelünk. Ezt az egyenletet a következőképpen fejezzük ki metrikus egységekben. Talán azok számára, akik egy kicsit is ismerik a témát, a fenti kifejezés nem valami "ismerős", ezért tekintve, hogy ennek az egyenletnek az alkalmazása a vízzel teljesen megtöltött csövek súrlódási veszteségének kiszámítása, és a folytonossági egyenlet segítségével kifejezhető. az áramlási sebesség, valamint a cső átmérőjének és hosszának függvényében megkapjuk a legismertebb kifejezést a teljes súrlódási veszteségre.
Ellenállás a folyadékok (és gázok) csöveken, csatornákon stb. keresztül történő mozgásával szemben, viszkozitásuk miatt (lásd HIDRODINAMIKUS ELLENÁLLÁS). Fizikai enciklopédikus szótár. M.: Szovjet enciklopédia. Főszerkesztő A. M. Prohorov. 1983... Fizikai enciklopédia
Ugyanaz, mint a hidrodinamikai ellenállás, de a kifejezést általában a hidraulikában használják... Nagy enciklopédikus szótár
Ez a táblázat néhány értéket mutat be a szokásos anyagokból készült csövek esetében. Katalógusai általában ajánlott értékeket adnak ehhez az együtthatóhoz. Ezenkívül a tervezés értékének kiválasztásakor fontos figyelembe venni, hogy idővel a csövek felülete durvább lesz, és ezért a súrlódási tényező általában kisebb lesz, ami az eredeti vezetőképességi kapacitás csökkenését eredményezi.
A súrlódási veszteség egyenletének alkalmazása csövek hidraulikai számításaiban
Empirikus jellegéből adódóan el kell mondanunk, hogy a Hazen-Williams egyenletnek megvannak a korlátai, természetesen az alkotói által azokban az években elvégzett tesztek és tesztek eredményeként. Csak olyan rendszerekben használható súrlódási veszteségek kiszámítására, amelyek „normál” hőmérsékleten és turbulens áramlási körülmények között vezetik a vizet. Nem alkalmazható rendkívül durva csövekre, pl. nem szabad nagyon alacsony súrlódási együttható esetén használni. Nem használható 50 mm-nél kisebb átmérőnél, bár használata megengedett olyan épületek szaniter berendezéseinek tervezésekor, ahol az ezen érték alatti átmérők dominálnak. Az energiaelv alkalmazása a súrlódási veszteségek kiszámítására szolgáló egyenletek bármelyikével kombinálva hasznos a vízellátó rendszerek tervezésénél.
hidraulikus ellenállás- 3.16. hidraulikus ellenállás: Nyomásveszteség a kazánban, a bemeneti és kimeneti csövek nyomáskülönbségeként mérve a névleges fűtési teljesítménynek megfelelő térfogatáram mellett [EN 303 1]. Forrás … A normatív és műszaki dokumentáció kifejezéseinek szótár-referenciája
Általában ismerjük a hajtás áramlási sebességét, valamint a vonal kezdő- és végpontja közötti különbséget, ami teljes mértékben a domborzati viszonyoktól függ. A cső anyagának megadásával megtudhatjuk a súrlódási együtthatót, az egyetlen ismeretlen az átmérő. Az energiaegyenlet rés, beleértve a "súrlódási veszteség" kifejezést, a szükséges átmérőt eredményezi a szükséges áramlás biztosításához. Határozza meg az áramlási sebességet abban a rendszerben, ahol a geometria ismert. Ez az a helyzet, amikor meg akarjuk állapítani, hogy mi az a vezetési képesség, amelyből minden geometriai és fizikai jellemzőt ismerünk. Határozza meg a vízellátó rendszer bizonyos pontján elérhető nyomásterhelést. A vízelosztó hálózatokban a hálózat egyes pontjain nyomásterhelések megállapítása szükséges annak megállapításához, hogy az üzemeltető társaság jogszabályi előírásai teljesülnek-e.
Ugyanaz, mint a hidrodinamikai ellenállás, de a kifejezést általában a hidraulikában használják. * * * HIDRAULIKAI ELLENÁLLÁS A HIDRAULIKAI ELLENÁLLÁS megegyezik a hidrodinamikai ellenállással (lásd: HIDRAULIKAI ELLENÁLLÁS), de a kifejezés... ... enciklopédikus szótár
hidraulikus ellenállás- hidraulinis pasipriešinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. áramlási ellenállás hidraulikus ellenállás vok. Strömungswiderstand, m rus. hidraulikus ellenállás, m; áramlási ellenállás, n pranc. résistance hydraulique, f … Fizikos terminų žodynas
A szükséges átmérő kiszámítása
A következő képen egy egyszerű cső diagramja látható két tó között. Ilyen problémáknál a terhelési sebesség tagjának figyelmen kívül hagyásával az energiaegyenletet a cső kezdőpontja, az 1. tartály kimeneténél és a tartály bemeneténél lévő érkezési pont között vesszük figyelembe.
Vegye figyelembe, hogy a megközelítésnek nem kell tudnia a cső magasságát vagy a felette lévő víz magasságát, amikor a tavakkal találkozik, mivel a mérleg mindegyikben a piezometrikus magasság szerint történik, amely megfelel a betáplált víz magasságának. adatként.
Ellenállás a folyadékok (és gázok) csöveken, csatornákon stb. keresztül történő mozgásával szemben, viszkozitásuk miatt. További részletekért lásd: Hidrodinamikai ellenállás... Nagy Szovjet Enciklopédia
