Идельчик И.Е. - Справочник по гидравлическим сопротивлениям, страница 4

Зависимость б . о и АТ, вт е и М сж' о 15. Все члены уравнения (1-35) даются в единицах давления, т. е. Па, н носят названия: УРг„арго — геометРическое давление„.р„ Р. — статическое давление; У1ра~~/2, Ф.рв.';/2 — скоростное (динамическое) давление; Лро~щ = ЛУобщ/Д вЂ” общие потери полного давления, идущие на преодоление общего гидравлического сопротивления участка сети между сечениями 1 — 1 и 2 — 2, или общее гидравлическое сопротивление участка.

16. В частном случае при равномерном поле скоростей Ф, = Л! = 1, и уравнение Бернулли приобретает вид ~Ю', ЫР-1+Р1 + — = брав+ Рв+ или сокращенно .,2 ~Х62 + —, + /~Робщ. (1-36) Самотяга 1. Если к каждой части уравнения (1-34) прибавить и вычесть соответственно величины Р и Р, то получим ~1 ~2 (1-37) где Р и Р— давление атмосферы соотЯф ветствепно на высоте г, и г2, Па. На основании выражения (1-8) Р~ Р. Й> ~1 Рг„Ра КР ~аз (1 ~) где Р, — давление атмосферы и плоскости сравнения (рис. 1-11), Па; о, — средняя по высоте г плотность атмосферного воздуха; в данном случае плотность принимают практически одинаковой для обеих высот г и г., кг/м~.

Отсюда после соответствующих преобразований вместо выражения (1-37) получим Р рю~ (Р— Р~) д~ + ~Р— Р )+И~в =- (Р— Р„.) П., + (Р.,— Р.- )+ ои," + Рl —, + арроб Рис. 1-11. Выбор знака самоияги: = — ЯР-,,+Р2+Р „Р-,+ «) ~ХЮ") -' — Ж = -'- ЬРог,щ 2. Потеря полного давления на участке между сечениями 1 — 1 и 2 — 2 на основании выражения (1-39) (ХО', ~Р бщ=(~1 — Рг,) — Яи — М+~х я ~РооаКР1 ст — Ра ст) + (Р1д Рад) + Рс = = Р1п Рап т Рс (1-4О) где Рд —— Ж вЂ” — скоРостное или динари" д мическое давление в данном сечении потока (всегда положительная величина), Па; рст= = Р— Р~ — избыточное .статическое давление (разность между абсолютным давлением Р в сечении потока на высоте г и атмосферным давлением Р, на той же высоте), Па; это давление может быть положительным или отРицательным; Р„= Рд + Рст— полное давление в данном сечении потока, Па.

Избыточное геометрическое давление (для газов — асамотяга») Рс = Ы (аа а1) (Ра Р). (1-41) 1. В каждой сети, как и в отдельных участках, часть полного давления, идущая на преодоление сил гидравлических сопротивлений, является для нее безвозвратно потерянной, так как из-за молекулярной и турбулентной вязкости движущейся среды механическая работа сил сопротивления преобразуется необратимо в теплоту.

Поэтому общая энергия (включающая и тепловую энергию) потока на данном участке трубы при отсутствии теплопередачи через стенки остается неизменной. Однако состояние потока при этом меняется, так как давление падает. Температура же вдоль потока при неизменной скорости не меняется. Объясняется это тем, что работа расширения, обусловленная падением давления, целиком преобразуется в работу сил сопротивления, и теплота, возникающая из этой механиче- 26 3 Избыточное геометрическое давл авление (саием жидкости М ) отяга) вызывается стремление (газа) опускаться или поднимат симости от того, в какой среде, более легкои или более тяжелой, данная ж д и кость газ находится.

Это давление может . ет быть полоым в зависи- Ж .ительным или отрицательным мости от того, способствует оио Р или п епят- ствует движению потока. Если при р~> р, поток направлен вверх (Рис. 1-11, а), а при р <Я р«вниз (Рис. -, б)у ис. 1-11, б), то избыточное давление рс будет отрицатель- ным и препятствующим движению потока. Если же при р3» р, поток направлен вниз (рис. 1-11,в), априр «р вверх(рис. -, ), то избыточное давление р, будет положитель- ным и способствующим перемещению по- тока. 4.

При равенстве плотностей протекающей среды р и окружающей атмосферы р„а также при расположении тр~'5 (каналов) горизонтально геометрическое давление (са- мотяга) равно нулю. Следовательно, урав- нение (1-40) упрощается: РОбЩ Р1П Р2п 5. В тех случаях, когда статическое давле- ние, как и скорость, неравномерно по сече- нию и этой неравномерностью нельзя пре- небречь, общее гидравлическое сопротивле- ние участка следует определять как разность полных давлений плюс (или минус) «само- тяга» (если она не равна нулю): 1 Г ~рабщ (Рст+ Рд) н1 пг 1 ~ (Рст+ Рд) Ш1~ =1= Рс. Р, гДе ~ ~ (Рст+ Рд) иИР— полное давле- 1 г Р ние потока жидкости (газа), проходящей через данное сечение Р, Па; рс + рд— полное давление в точке сечения, Па.

1-6. Гидравлические сопротивления сетей ско й работы, возмещает охлажденйФ,'.' чаемое вследствие расширения. Вместе с тем энергия, приобретенй а счет Работы компрессора (ве'" тора и тт и) для данной сети М ' в виде де кинетической или тепловои эй при вы выходе жидкости (газа) в атмо' .'',а (в другой объем). д. различают два вида потерь цо" ния (гидравлического сопротив' в сети трубопровода: 1) потери на трение (сопротивленн":,:.-" НИЯ) Ьртр, .-:Ъ. 2) местные потери (местное сопр~ " ние) Ьр„,. Гидравлическое трение вызывается;,':-: костью (как молекулярной, так и т ной) Реальных жидкостей и газов ющей при их движении, и является татом обмена количеством движения молекулами (при ламинарном теченн ') также и между отдельными частицами" '(' турбулентном течении) соседних сло кости (газа), движущихся с различи р остями.

3. Местные потери полного давления -''-- никкают пр™юном нарушении нормаль -' течения, отрыве потока от стенок, вих„"« разовании и интенсивном турбулентном пе мешивании потока в местах изменения кон' гурации трубопровода или при встреч"" обтекании препятствий (вход жидкости (г"" в трубопровод; расширение, сужение, и и разветвление потока; протекание жидк . (газа) через отверстия, решетки, дроссель" устройства; фильтрация через пористые' ла; обтекание различных препятствий и т.

и": Эти явления усиливают обмен количеств движения между частицами движущ '. жидкости (т. е. трение), повышая дис' ''" цию энергии. К местным потерям давления относя" также и потери скоростного (динамическ" давления при выходе жидкости (газа):-' сети в атмосферу. 4. Явление отрыва и вихреобразова связано с наличием разности скоростей-в. перечном сечении потока и положительн градиента давления вдоль потока.

После " возникает при замедлении движения,' пример, в расширяющемся канале, и' резкого поворота, при обтекании тел) -а. ответствии с уравнением Бернулли. ', ность скоростей и поперечном сечении отрицательном градиенте давления (нап мер, ускоренное движение в сужающ ' канале) не приводит к отрыву потока.,-. плавно сужающихся участках поток более устойчив, чем на участках постоянЦ сечения.

5. Потери полного давления в любом ном элементе трубопровода с физич, точки зрения неразделимы. Однако'; ';; удобства (и только удобства) расчета их в одном и том же элементе трубопр '. также условно разделяют на «местные~!,'-:: терн (Ьрм) и потери «трения» (Арта). Ц6~ считают, что «местные» потери (местн противление) сосредоточены в одном" ,. нии, хотя на самом деле и они распр.,',. няются на сравнительно большую для,. исключением, конечно, случая выхода и.'; из сети, когда скоростное давление для нее теряется сразу). 6. Оба вида потерь суммируют по принципу наложения потерь, при котором берут арифметическую сумму потерь на трение и местных потерь: ~~Рсумм = ~Ртр 1 ЬРмВеличинУ ЬРтр практически следует учитывать только для фасонных (сложных) частей сравнительно большой протяженности (отводы„днффузоры с небольшими углами расширения и т.

и.) или в том случае, когда эта величина соизмерима с величиной Лрм. 7. В современных гидравлических расчетах оперируют безразмерным коэффициентом гидравлического сопротивления, весьма удобным тем, что в динамически подобных потоках, при которых соблюдаются геометрическое подобие участков и равенство чисел Рейнольдса Ке (и других критериев подобия„ если онн существенны), он имеет одно и то же значение независимо от рода жидкости (газа), а также от скорости потока и размеров рассчитываемых участков.

8. Коэффициент гидравлического сопротивления представляет собой отношение потерянной палкой энергии (мощности) ЬУо~4д на данном участке к кинетической энергии (в единицу времени) в принятом сечении Р: или при неизменной плотности отношение потеРЯнного полного ДавлениЯ Лро~„~ к скоростному давлению в принятом сечении Р: ~ АР 1=~Р ~(' —. 9. Значение ~ зависит от того, к какой расчетной скорости, а следовательно, к какому сечению оно приведено.

Коэффициент сопротивления с учетом скорости потока в данном сечении (Р,) пересчитывается для другого сечения (Р,) в общем случае (р— переменное вдоль потока) по формуле (1-42) или при ро = о, 10. Суммарное гидравлическое сопротивление какого-либо элемента сети В соответствии с принятым условно принципом наложения имеем Мумм = ~м + ~зтрэ 2 / рррр где ~ = ЬР ~ — коэффициент со- 2 противления трения данного элемента трубы 2 (канала); ~м = Ьр„~ — — коэффициент / р си 2 местного сопротивления данного элемента трубы (канала); в„— средняя скорость потока в сечении Р при рабочих условиях, мыс 1см.