Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 15
Текст из файла (страница 15)
стр. 81). К подобным отрезкам труб относится подавляющее большинство таких трубопроводов, которые в практике относят к «коротким». Для очень коротких труб, потери на входе которых не являются по сравнению с потерями по длине пренебрежимо малыми, пользуются выражением (58) где Ь,„— коэффициент сопротивления входа в трубу", для коротких отрезков круглых труб можно принимать ь,„= = 0,5 †: 1,0.
Турбулентный режим течения. Потеря напора при турбулентном режиме течения жидкости рассчитывается по выражению (55), причем коэффициент сопротивления Х для так навываемой гидравлической гладкой трубы вычисляется для условий 2300 < < Ве < 8000 по полуэмпирической формуле Блааиуса 1=0,З(64 Ве —" ". (59) Гидравлически гладкой трубой принято считать такую трубу, в которой выступы (шероховатости) скрыты в толще ламинарного граничного слоя жидкости у стенок. Ввиду того, что с увеличением числа Рейнольдса толщина ламинарного пограничного слоя уменьшается, выступы шероховатостей трубы могут оголиться, в реаультате труба перестанет быть гидравлически гладкой.
В соответствии с этим на величину коэффициента Л при турбулентном потоке может оказывать в этом случае влияние величина шероховатости поверхности стенок трубопровода. Для значония Ве с 100 000 толщина этого пограничного слоя в трубе круглого сечения монет быть определена по следующей эмпирической зависимости: с = 62,83 Ве где д — внутренний диаметр трубы. Принято считать трубу гладкой, относительная шероховатость внутренней поверхности которой, равная отношению средней высоты выступов (величина абсолютной шероховатости) й к внутреннему диаметру трубы И, составляет з= — -.17,85 Ве — э э75.
ь Ниже приведены величины Ве, при которых трубы перестают быть гидравлически гладкими: 0,01 0,005 0,002 0,001 0,0005 5,2 11,5 32,75 72,3 150 е.... 10 эВе Ьр = 0,0257— А иэ 2л .Для стальных труб диаметром 4 зьи расчетное аначение Л = = 0,03; для труб диаметром 2 мм Л = 0,04. При течении жидкости в изогнутых коленах (закруглениях труб) воаникают дополнительные потери, обусловленные нри ламинарном потоке нарушением параболического характера ско- 72 Практически можно считать, что абсолютная шероховатость й цельнотянутых труб из меди, латуни, алюминия и свинца равна 0,01 — 0,015 ми, стальных цельнотянутых труб 0,04 — 0,08 эьм, новых чугунных труб 0,2 — 0,3 мм. Следовательно, цельнотянутые трубы из стали, латуни и меди можно принимать гидравлически гладкими на всем диапазоне чисел Рейнольдса, встречающихся в рассматриваемых гидросистемах. При числах Рейнольдса 80 тыс. и выше коэффициент сопротивления Л становится независимым от числа Рейнольдса и является функцией лишь относительной шероховатости, в свяаи с чем потеря напора будет пропорциональной квадрату скорости потока жидкости (см.
рис. 28). В частности для применяемых в гидравлических системах машин цельнотянутых стальных труб диаметром д > 6 ми коэффициент сопротивления при 2300 ( ( Ке ( 80 000 можно принять равным в среднем Л = 0,025. При атом допущении формула (55) для расчета гидравлических потерь в прямом отрезке такой трубы примет вид ростного поля, и в общем случае — потери, обусловленные изменением направления (поворотом) движущейся жидкости.
Однако при ламинарном потоке коэффициент сопротивления для трубы с углом изгиба а ) 90' и при отношении среднего радиуса В изогнутого участка трубы к внешнему диаметр В сечения трубы Н)Р з: 4 практически равен коэффициенту сопротивления в прямолинейной трубе [см. формулу (55)). Лишь для труб с изгибом, выполненным под углом а < 90, с отношением — (4, коэффициент о В 80 сопротивления составляет А= —. =де Влияние неустановившегося движения. При более точных расчетах трубопроводов следует учитывать неустановившееся движение (пульсации потока) жидкости, которое может возникнуть в реаультате регулирования режима работы и прочих причин. Исследования покааывают, что расчет сопротивления для этого случая по общим формулам для установившегося движения вносит значительную погрешность, которая для труб большого диаметра может достигать значений 30зб.
Поправочные козффипненты зля расчетных формул устанавливаются экспериментально, однако для приближенной оценки часто применяют вместо кинематического коэффициента вязкости коэффициент вихревой вязкости ч,: т = 0 012 (се ч ) Х (60) где й — коэффициент гидравлического сопротивления трения для установившегося потока. Прн работе трубопровода в условиях вибрации сопротивление его может также значительно (до 100%) возрасти. Гибкие металлические рукава.
Потеря напора при течении жидкости в гибких гофрированных металлических рукавах зависит от относительной шероховатости (волнистости) внутренней поверхности рукава, выраясаемой отношением ЬЯ, где Й вЂ” средняя высота гофра по внутреннему сечению и д — внутренний диаметр рукава (по внутренним вершинам гофра). Кроме того, гидравлическое сопротивление такого рукава зависит от значения параметра т = го, где з — число витков (гофр) на единицу длины (рис. 29, а).
Зависимость потерь давления (коэффициента сопротивления) по длине рукавов от числа Рейнольдса имеет явно выраженные участки ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости. На участке перехода от ламкнарного к турбулентному режиму наблюдается значительный рааброс экспериментальных точек (рис. 29, б), поэтому эксплуатировать рукава в этом диапазоне чисел Рейнольдса не рекомендуется. Для чисел Рейнольдса Ве = 1800 н выше аначение коэффициента ), в формуле (55) можно определить для рукавов с винтовой навивкой гофра по экспериментальному графику, приведенному на рис. 29, а, на котором представлены осредненные вначения экспериментальных данных, соответствующих уравнению — =0,4Я (61) сдюал за ааз азл аша аааа $Ж "зт~ ааа а~ аз азва ~а рз за зу за зз «а езде аз 'аз Рис.
29. Зависимость коэффициента соиротивлевил шбкого металлического рукава от относительной шерохо- ватости тивления может быть вычислен по формуле Л = 0,4зсд ( ")гв где З вЂ” шаг гофров в мм; Ь вЂ” — относительная волнистость. и Для приближенных расчетов потерь напора в рукавах при турбулентном режиме течения (Ке ~ 1800) можно также пользоваться уравнением (55), при этом коэффициент Л для данного случая вычисляется по выражению Л=0,6 Ке — с т' (62) тб Для ламинарного режима течения Л= —. Ве ' Потери напора в рукавах с кольцевым гофром выше на 20 — 25%, чем в рукавах с винтовой навивкой гофра, что объясняется в последнем случае более благоприятными условиями обтекания жидкостью гофров, обусловленными наклонным расположением их по отношению к потоку. Для шага гофров лзаа а> ааа йаа аа 1 згзь < ь ( 5 мм и режимов течения, соответствующих квадратичной ионе (Ке > 1800), коэффициент сопро- ВЛИЯНИЕ СИЛ ИНЕРЦИИ ПЕРЕНОСНОГО ДВИЖЕНИЯ Для многих гидросистем, и в частности для гидросистем летательных аппаратов, характерным являются случаи, когда трубопровод, по которому движется жидкость, перемещается в пространстве с тем или иным ускорением.
Очевидно, па жидкость в этом случае дополнительно будет действовать сила инерции переносного движения, которая может достигать больших значений. Так, например, инерционный напор (перепад давления) в трубе длиной 3 м и возможной перегрузкой (усйореиии) 20 а может составлять около 5 нГ!сне. В зависимости от направления действия указанной силы инерции (в зависимости от знака ускорения) и направления течения жидкости в трубе сила инерции переносного движения жидкости будет спо- Г 1 собствовать или препятствовать ее тече- У д~ !!! а! Рис.
30. Расчетные схемы влияния сил инерции перенос- ного движения иию и при известных условиях может нарушить режим питания насоса пли расстроить регулировку приборов гидроавтоматики. Допустим, что трубопровод с движущейся в кем жидкостью перемещается в пространстве прямолинейно с постоянным ускорением (или замедлением) ! (рис.
30, а), причем направление переносного движения (ускорения) совпадает с осью трубы. Сила инерции ю жидкости, заключенной в трубе длиной ), вычислится по выражению ш=лт!'= — !'= — !', с Ч~. Ы Ы где т и 6 — масса и вес рассматриваемого столба жидкости; ! — ускорение трубопровода в переносном движении; ! — площадь сечения трубопровода; у — объемный вес жидкости; а — ускорение силы тяжести.
Давление р, в сечении а — а, создаваемое этой силой: или инерционный напор в единицах столба жидкости тп ун /г,. = — ' = — = — У. т тл а' В авиационной практике при рассмотрении действия инерционной силы обычно испольауют понятие перегрузки и, представляющей собой рассматриваемую силу, отнесенную к единице массы, которое при движении (полете самолета) по прямой выражается I и= —. 0 В соответствии с этим можем написать р,=яу( и й,=я(.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
