Прикладная гидрогазодинамика Сергель О.С. (1014106), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Минимальные потери имеет рас. ходомер Вентури. Однако он имеет максимальную длину н относительно дорот. ат~ о а еа О а О б Рис. 9.!4. Икиерекие вектора скорости: в †труб Пито †Прандт; б — нвмснскнв давленая ко новсркностн трубка: а — кятнканвлакми насадок ЦАГИ Формула (9.28) справедлива и для газов лри числе М<0,2. Прн больших числах М<1 необходима вводить поправку на сжимаемость. Если для измерения перепада давлений ~применяется дифференциальный манометр, заполненный жидкостью, плотность которой йн и в трубках ~над этой жидкостью находится та же жндкость, чта течет в трубе и имеет плотность 9<0„ то для того, чтобы определить р! — р па,измеренному перепаду ЛЬ, следует записать уравнение равновссия столбов жндкосвн Р!+ййал=р+Р«Ыдл " Р! — Р=Кйй(йн — й) и О= рЯ ф'28ай(й„— й), (9, 30) С ко~ро сть жидкости в данн а й точи е оп р е де ля ю т с помощью трубки Пито — П ран дтл я„в которой объединены в одном, корпусе приемники полного и статического давлений (рис.
9.14,а). Трубка Пито †Прандт используется для аиределения скорости полета самолета. При измерениях приемник полного !73 давления ориентируется против вектора скорости, Изменение давления вдоль осевой линии перед трубкой при М<1 изображено на рис. 9.14,б пунктирной линией: к критической точке иа носике полусферы скоростьуменьшается до нуля, а давление возрастает додав.леяия торможения р" в набегающем потоке.
Сплошная линия показывает изменение статического давления на поверхности трубки: .линии тока сблизкаются, скорость увеличивается и давление на сферической поверхности снижается до статического давления в нпвозмущенном потоке н,нпже. Затем линии тока расходятся и на расстоянии (3...5) Ы давление снова сравнивается со статическим в набегающем потоке. Здесь в сечении В рааюлагаются отверстия для измерения статического давления.
Располагать отверстия в сечении А было бы неправильно, так как даже незначительное смещение нх привело бы к большим ошибкам при измерении. Около двржавки поток вновь подтормаживается и давление повьппается. Скорость определяется по уравнению Бернулли (9.21); Р* Р и=~у ~~ 2 —, Я где ф — коэффициент трубки Пито — Прапдтля, определяется конструкцией трубки н числом Рейиольдса. Если трубка Пито— Праидтля выполнена в соответствии со стандартом, то тарнровка ее не требуется, так как ~р отличается от единицы нс более, чем на 1 ... 2сй. В противном случае требуется тарировка н определение кр =1(це), При правильной установке ось трубки должна совпадать с вектором скорости (угол скоса потока должен быть равен нулю).
Это требование может вы~полниться не очень точно, так как трубка Пито †Прандт не особенно чувствительна к скосу потока: ес показания практически не изменяются при скосе потока на .+15 . Поэтому трубка Пито †Прандт удобна для определения величины скорости и ие пригодна для точного определения направления вектора скорости в пространстве. Для определения направления и величины вектора скорости а пространстве с точностью до 0,1' применяется пятидырочный насадок ЦАГИ (см. рис, 9.14,в). На рисунке показано положениеуровней жидкости в пьезометрах при совпадении вектора скорости с юсью трубки.
Глава 10 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ В !различных гидравличесмих системах жидкость передается ло трубопроводам. Таковы, например, системы подачи топлива„ смазки н охладителя в двигательных установках, .нефти в нефтепроводах и т. д. При отсутствии энергетического обмена с внешней средой (1„, =О) жидкость движется по трубопроводу вследствие того, что ес потенциальная энергия в начале трубопровода. больше, чем в конце. Эта разность потенциальных энергий затраь чивается иа преодоление гидравлических сопротивлений между рассматриваемыми сечениями трубопровода и, если изменяется егер сечение, на изменение кинетической энергии жидкости.
Повышенная потенциальная энергия жидкости в начале трубопровода может создаваться за счет: работы насоса — насосная подача; повышенного давления газа на свободную поверхность жидкости в баке — вытеснительная или баллоииая подача; разности уровней жидкости— самотечная подача. Методика расчета трубопроводов одинакова для всех типов подач. Трубопроводы бывают простые — постоянного сечения, без !разветвлений и сложные — различного диаметра и с разветвлениями.
Прн расчете трубопроводов используются уравнения неразрывности, Бернулли, формулы расчета сопротивлений и экспериментальные данные. 10.1. ПРОСТОЙ ТРУБОПРОВОД Пусть простой трубопровод расположен пронзволвно в пространстве, имеет общую длину 1, диаметр Н, содержит л местных сопротивлер!ий и передает заданную жидкость (о, т) (р~нс. 10.1). Уравнение Бернулли (7.25) для участка 1 — 2 трубопровода прн условии 1„,=0, ив=и!=и, а!=от — — 1 и с учетом (6.31), (632) и (6.33) примет вид и =зр — Я!+~ г р — + 'У 1;~ — =Яр — Я!+Е рта — (10.
1) ! н где величина с, — + ~В~' !,! — — сумма последовательно соеди! в ЬЯлелтлжл ренли деилвлрлил рекли Рнс. ! Оис Простой трубопровод Выразим гидравлические потери через объемный расход Я мЧс Н„„а — а2 —.1+Сот. (10. 2) Определим .коэффициент пропорциональности С и показатель степени сн для ламннарного течения.
Учтя, что ь",р —— 64/Ке, ~=~трХ Х~„,/д и и=4 Я/(лЮ), получим л С)и т+ 12В (~ '- т!,„) т. е, С= ; не=1. пале Для турбулентного течения (10. 3) ненных гидравлических сопротивлений трубопровода; с„,а — их коэффициент; Р' Р' = Н,„,р — потребный напор в том случае, если ОХ подлежит определению н задаче; = Н „— располагаемый на.
Р1 — Ръ И' пор, когда эта величина задана. Задача 1ОЛ. Укажите, на что расходуетсв распоаагаемый напор. 1л Х а!р а к те р и с т и к а т р у б о п р о в о д а нли за!внсимость потребного напора от расхода жидкости выражается формулой (10.2). На рис.
10.1 приведены характеристики различных трубопроводов при разных Ли=ге — г! для ламинариого и турбулентного течений. При ламинарном режиме характеристика близка к прямой лтж1, при турбулентном — к параболе птж2, Тангенс угла наклона касательной к характеристике тем больше, чем больше С, т. е. чем больше сопротивление трубопровода. Точка А пересечения характсрнстик с осью — определяет объемный расход при движении жидкости .самотеком за счет раз!ности нивелирных высот (хх — л!) ( <О. Потребный напор в этом случае равен нулю, т. е.
р! =р,. Для того, чтобы в таком трубопроводе уменьшить расход, необходим отрицательный потребный напор (рз>р!). Точки В соответствуют покою жидкости Я=О. Если за потребный (располагаемый) напор принимают величин) ут! ( +Р!) ~ +Рт) (10. 5) 177 то характеристики всех трубопроводов Н. ,=-у Я) будут проходить через начало координат. По(тядок расчета .простого трубопровода зависит от постановки задачи. Задача 10.2. Дано: Расход О, свойства жидкости р, т.
размеры трубопровода н его шероховатость, тяпы местных сопротивлений, х, и хь Определить потреб. Р! Рз ный нзпор Нное =. И~ Решение. 1) определяется режим течении !се=инге, где п=4(1/я!!т! 2) определяются кооффнпненты местных сопротивлений й! я ь,р=((пе, К/Й) нз основанпн материалов, прнведснных в главах 6, 7, 8 н 9; 3) определяется Н „з по формулзи (10.2), (10.3) нлн (10.4). Задвча 10ХК Дано: свойства жидкости 0, т, размеры трубопроводе, шерохонатость стенок, типы местных сопротивлений, располнгаемый напор Нрьья.
Определять расход жидкости Я. Решение задач такого типа выполняется грзфоаязлнт нескин способом! 1) зздзется ряд значений,расхода Я; 2) для каждого значеяяя О определяются Кс, ро ь„р н Н„„„(см. рошснне задачи (10.2)]; 3) строится хзрзкте),нстпкв трубопровода Н„„в=(Я)! 4) по заданной велнчнне Нььс определяется искомый расход Ц по харзктсркстпкс. Задача 10.4. лзно! рзсход г) н свойства жидкости 0, т, типы местных сопротивлений, рззмеры трубопровода, кроме диаметра, отпоснтельпая шероховатость, рзсползгземый напор Нреьз. Определить диаметр трубопроводе г(.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
